一种累积重金属的植物的资源化利用的方法

文档序号:4942922阅读:272来源:国知局
一种累积重金属的植物的资源化利用的方法
【专利摘要】本发明涉及一种累积重金属的植物的资源化利用的方法,将用于修复重金属污染土壤的植物组织经热处理后用于治理大气中的NOx,包括如下步骤:将累积重金属的植物组织样品放入刚玉舟中,将刚玉舟放入管式电阻炉,通氮气15min,控制流量在0.5Lmin-1,然后调节流量稳定在0.2-0.3Lmin-1,打开电阻炉,设定所需温度500-700℃,加热至设定温度稳定后开始计时,使得植物组织样品在设定温度下热处理6-8h,然后继续通氮气至温度冷却至室温,取出样品,研磨。本发明方法将累积重金属的植物组织通过一定的热处理技术,制备成炭基催化剂,不仅大幅减少危险废物的质量,为后续运输和填埋提供了便利,而且对NO具有高效的催化效果。
【专利说明】一种累积重金属的植物的资源化利用的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种累积重金属的植物的资源化利用的方法,属于危险废弃物处理与处置【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着工业化进程的发展,煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧产生大量的氮氧化物(NOx)排入大气,造成多个地区氮氧化物浓度超标。氮氧化物中的NO浓度较高时会引起组织缺氧,甚至损害中枢神经系统。如何有效治理氮氧化物污染,已经成为我国大气污染治理的一项重要内容。炭材料(如活性焦、活性炭和活性炭纤维)在氮氧化物治理中常用作吸附剂和催化剂载体,也可单独用作催化剂。对活性炭进行一定的改性,如负载La氧化物或Fe、Co, Ni, Cu, Mn等氧化物制备的复合催化剂对NO的催化效果良好,研究广泛。
[0003]目前,活性炭为主要材料时其工业生产成本较高,且在金属的负载过程中会消耗大量的能源和材料,在一定程度上制约了活性炭的应用。因此,在控制成本的条件下寻找新型的炭材料,同时具有良好的NOx催化效果就显得十分重要。
[0004]尾矿区等污染土壤上生长的植物如不及时收割,会重新进入并污染环境。目前对于累积重金属的植物组织的处理与处置技术主要有填埋和灰化等。上述方法存在一定的局限性。例如填埋,可能会占用填埋场大量的空间;同时上述方法均未能产生一定的经济价值和环保价值。所以,如何有效的利用累积重金属的植物组织,是目前危险废物处理与处置中的一个较难克服的问题。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于提供一种新的累积重金属的植物的资源化利用的方法,以解决现有技术在危险废物的处理与处置方面存在的不足。通过优化工艺技术条件,制备出新型的炭载体金属催化剂,开发出一种基于共处理理念、高附加值、环境友好的累积重金属的植物组织的资源化利用产品。
[0006]为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种累积重金属的植物的资源化利用的方法,将用于修复重金属污染土壤的植物组织经热处理后用于治理大气中的NOx,包括如下步骤:将累积重金属的植物组织样品放入刚玉舟中,将刚玉舟放入管式电阻炉,通氮气15 min,控制流量在0.5 L min—1,然后调节流量稳定在0.2-0.3 L mirT1,打开电阻炉,设定所需温度500-700 °C,加热至设定温度稳定后开始计时,使得植物组织样品在设定温度下热处理6-8 h,然后继续通氮气至温度冷却至室温,取出样品,研磨。
[0007]与现有技术相比,本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点:
本发明方法将累积重金属的植物组织通过一定的热处理技术,制备成炭基催化剂,不仅大幅减少危险废物的质量,为后续运输和填埋提供了便利,而且对NO具有高效的催化效果。本方法是一种操作简便,绿色环保的用于累积重金属的植物的资源化利用的方法,可广 泛应用于危险废弃物处理与处置。
【专利附图】

【附图说明】
[0008]图1是热处理对累积重金属的植物的影响。
[0009]图2是炭基催化剂A对NO的催化效果。
[0010]图3是炭基催化剂B对NO的催化效果。
[0011]图4是炭基催化剂C对NO的催化效果。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图和实施例对本发明作进一步的具体描述。
[0013]实施例1
一种累积重金属的植物的资源化利用的方法,包括如下步骤:选取的植物为生长于污染土壤中的蓖麻组织样品(含Cu: 6.42±1.17 mg kg—1, Zn: 86.19±2.28 mg kg—1)打碎混匀,记为样品A。将干燥后的植物组织样品A放入刚玉舟中,将刚玉舟放入管式电阻炉,通氮气15min,控制流量在0.5 L mirT1,然后调节流量稳定在0.2-0.3 L mirT1,打开电阻炉,设定所需温度500°C,加热至设定温度稳定后开始计时,使得植物组织样品在设定温度下热处理8h,然后继续通氮气至温度冷却至室温,取出样品,研磨。
[0014]样品A在热处理后,其质量残留率为38.01%。本方法热处理后,在62%的程度上减少了危险废物的质量,影响微观分子构型,进而使危险废物在微观容积上也有所减小,为后续运输和填埋提供了便利。
[0015]炭基催化剂A对NO的催化效果的实验按以下步骤进行:实验系统主要由三部分组成:气路控制系统、催化反应系统、测试分析系统。反应器为石英玻璃管(内径为6mm),样品置入通路中,同时通入NO和氩气,反应后气体进入NOx分析仪(美国赛默飞世尔科技,Luminoskan Ascent),反应前后NO浓度的变化量用于评价样品A对NO的催化性能。
[0016]如图2所示,累积植物制备的炭基催化剂A的催化效率(99.81%)在催化时间为15min时达到最大,且在催化时间为10-35 min内催化效果稳定存在,表现出良好的对NO的催化还原效果,为累积重金属的植物组织的资源化利用提供了理论知识,表现出一定的经济价值和环保价值。
[0017]实施例2
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于选取的植物样品为生长在干净土壤中的蓖麻组织样品,经打碎混匀后记为样品B。
[0018]样品B在热处理后其质量残留率为38.63%,在62%的程度上减少了危险废物的质量,为后续运输和填埋提供了便利。
[0019]如图3所示,干净植物组织烧成的炭基催化剂B的催化效率(99.71%)在催化时间为10 min时达到最佳,并在之后的20 min内催化效果稳定。炭基催化剂B在催化时间40min后催化效果下降,但催化效果仍能维持在80%以上,表现出良好的对NO的催化还原效果。重金属存在下的炭基催化剂A的催化效果与对照炭基催化剂B的催化效果没有明显差另O,且均能在初始40分钟内保持稳定且高效的催化效果,即重金属的存在并没有影响炭基催化剂对氮氧化物的催化效果,为累积重金属的植物组织的资源化利用提供了理论知识,表现出一定的经济价值和环保价值。
[0020]实施例3
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于设定所需温度700°C,加热至设定温度稳定后开始计时,使得累积重金属的植物组织样品(记为C)在设定温度下热处理6 h。样品C在热处理后,其质量残留率分别为32.76%,两种热处理温度(700 0C ,6 h ;500 V,8 h)在质量残留率上差异不大,具体实施可根据实际情况,综合考量热投入和催化效果来选择。
[0021]如图4所示,累积重金属的植物组织烧成的炭基催化剂C的催化效率(99.80-99.92%)在所测催化时间内保持稳定且高效,表现出绿色、高效的资源化利用价值。
【权利要求】
1.一种累积重金属的植物的资源化利用的方法,将用于修复重金属污染土壤的植物组织经热处理后用于治理大气中的NOx,其特征在于,包括如下步骤:将累积重金属的植物组织样品放入刚玉舟中,将刚玉舟放入管式电阻炉,通氮气15 min,控制流量在0.5 LmirT1,然后调节流量稳定在0.2-0.3 L mirT1,打开电阻炉,设定所需温度500-70(TC,加热至设定温度稳定后开始计时,使得植物组织样品在设定温度下热处理6-8h,然后继续通氮气至温度冷却至室温 ,取出样品,研磨。
【文档编号】B01D53/56GK104014242SQ201410284859
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】何池全, 张惠, 朱细娥, 陈学萍, 周吉峙, 钱光人 申请人:上海大学
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