土壤重金屬固化解毒劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)境與資源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種土壤重金屬固化解毒劑的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于我國工業(yè)化的飛速發(fā)展，空氣及水源在不同程度上受到了重金屬包括鎘、鉛、 砷及汞的污染，進(jìn)而造成土壤的不同程度的污染，而且有些地區(qū)的土壤污染較為嚴(yán)重，由于 在污染地區(qū)植物種植的吸收傳到，已經(jīng)造成了食品安全問題，嚴(yán)重的威脅了人類的健康。所 以，尋求有效控制土壤的重金屬污染的方式方法是十分迫切的課題。
[0003]甲殼素是自然界中唯一的含有氨基的多糖物質(zhì)，對(duì)金屬有較強(qiáng)的絡(luò)合穩(wěn)定功能， 其可溶性甲殼素作為肥料及寡糖作為生物源農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域額已經(jīng)具有廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)， 其對(duì)重金屬的吸附絡(luò)合作用而表現(xiàn)的重金屬解毒功能非常明顯，是選擇作為重金屬固化解 毒劑的優(yōu)良原材料。
[0004] 現(xiàn)有應(yīng)用的重金屬固化解毒劑多以礦物質(zhì)作為吸附螯合材料，過多的礦物物質(zhì)進(jìn) 入土壤，不利于解決日益形成的土壤板結(jié)問題，不利于土壤生態(tài)環(huán)境的改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種土壤重金屬固化解 毒劑的制備方法。本發(fā)明是利用在自然界中不溶于水的甲殼素作為原料，采用部分溶解工 藝，釋放部分甲殼素線性分子，在通過?；磻?yīng)及交聯(lián)反應(yīng)，進(jìn)一步強(qiáng)化甲殼素對(duì)重金屬的 絡(luò)合固化功能，并且通過交聯(lián)反應(yīng)，造成固化載體在土壤中不易被土壤微生物分解而重新 釋放出重金屬，是屬于高強(qiáng)度及高穩(wěn)定性的土壤重金屬固化解毒劑。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0007] 本發(fā)明涉及一種土壤重金屬固化解毒劑的制備方法，所述方法包括如下步驟：
[0008] A、將甲殼素粉碎至50~200目，加入酸性溶解劑溶解后，加入中和液調(diào)節(jié)pH值至 4. 0 ~6. 5 ;
[0009]B、加入?；瘎┰?0~85°C，攪拌條件下進(jìn)行酰化反應(yīng)3~6小時(shí)；
[0010] C、加入交聯(lián)劑在30~50°C，攪拌進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1~3小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后干燥、粉 碎，即得所述土壤重金屬固化解毒劑。
[0011] 作為優(yōu)選方案，所述酸性溶解劑與甲殼素的重量比為100:5~20 ;所述溶解的溫 度為65~95°C，時(shí)間為1~2小時(shí)。
[0012] 作為優(yōu)選方案，所述酸性溶解劑為磷酸、硫酸、鹽酸中的一種或幾種的混合物。
[0013] 作為優(yōu)選方案，所述中和液為20~40%(w/v)NaOH或KOH)溶液；所述pH值為 5. 0〇
[0014] 作為優(yōu)選方案，所述酰化劑與甲殼素的重量比為0. 01~0. 05:100;所述?；瘎?乙二胺四乙酸二酐。
[0015] 作為優(yōu)選方案，所述交聯(lián)劑與甲殼素的重量比為0. 1~0. 5:100;所述交聯(lián)劑為戊 二醛。
[0016] 作為優(yōu)選方案，步驟C中，粉碎至80~150目。
[0017] 作為優(yōu)選方案，所述甲殼素為醫(yī)用或農(nóng)用甲殼素。
[0018] 本發(fā)明還涉及一種本發(fā)明的土壤重金屬固化解毒劑的制備方法制得的固化解毒 劑。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的土壤重金屬固化解毒劑具有如下有益效果：
[0020] (1)應(yīng)用部分溶解劑對(duì)甲殼素進(jìn)行部分溶解，破環(huán)甲殼素部分氫鍵，釋放出甲殼素 線性分子，增加了甲殼素的吸附螯合的表面積，便于捕捉土壤中的重金屬離子。
[0021] (2)通過選用乙二胺四乙酸二酐進(jìn)行?；磻?yīng)，在甲殼素線性分子中的暴露的氨 基進(jìn)行?；磻?yīng)，將金屬強(qiáng)螯合劑EDTA結(jié)合與甲殼素線性分子上，形成強(qiáng)化的重金屬固化 劑。
[0022] (3)通過選用戊二醛進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，以改變甲殼素線性分子的空間結(jié)構(gòu)，防治土壤 微生物對(duì)甲殼素固化載體的分解及破環(huán)，加強(qiáng)了重金屬固化解毒劑在土壤中的穩(wěn)定性。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0024]實(shí)施例1
[0025] 本實(shí)施例涉及利用醫(yī)用甲殼素（浙江金殼生化有限公司生產(chǎn)）作為原料生產(chǎn)土壤 重金屬固化解毒劑，將甲殼素用球磨機(jī)粉碎至200目，按部分溶解劑與粉碎的甲殼素重量 比為100比20,總重量為14公斤，加入10升反應(yīng)釜中，95°C溶解1小時(shí)，用中和液調(diào)節(jié)pH 值至5. 0,按甲殼素與?；苿?00 :0. 01比例加入，在30°C，攪拌條件下進(jìn)行?；磻?yīng)6小 時(shí)，之后，按甲殼素與交聯(lián)劑100 :〇. 1比例加入戊二醛，在50°C，攪拌進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)3小時(shí)， 結(jié)束反應(yīng)，干燥后，粉碎至150目，包裝。
[0026]實(shí)施例2
[0027] 本實(shí)施例涉及利用農(nóng)用甲殼素（大連貫發(fā)藥業(yè)有限公司生產(chǎn)）作為原料生產(chǎn)土壤 重金屬固化解毒劑，農(nóng)用甲殼素與醫(yī)用甲殼素的區(qū)別在于農(nóng)用甲殼素含有10-15的其他有 機(jī)質(zhì)，成本比醫(yī)用甲殼素低，用球磨機(jī)將原料粉碎至50目，按部分溶解劑與粉碎的甲殼素 重量比為100比10,總重量為12公斤，加入10升反應(yīng)釜中，65°C溶解2小時(shí)，用中和液調(diào)節(jié) pH值至5. 0,按甲殼素與?；苿?00 :0. 05比例加入，在85°C，攪拌條件下進(jìn)行?；磻?yīng) 3小時(shí)，之后，按甲殼素與交聯(lián)劑100 :0. 5比例加入戊二醛，在30°C，攪拌進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)3小 時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，干燥后，粉碎至80目，包裝。
[0028]實(shí)施例3
[0029] 本實(shí)施例涉及50升反應(yīng)釜生產(chǎn)土壤重金屬固化解毒劑，用球磨機(jī)將原料粉碎至 100目，按部分溶解劑與粉碎的甲殼素重量比為100比15,總重量為23公斤，加入50升反 應(yīng)釜中，75°C溶解1小時(shí)，用中和液調(diào)節(jié)pH值至5. 0,按甲殼素與?；苿?00 :0. 03比例 加入，在60°C，攪拌條件下進(jìn)行酰化反應(yīng)3小時(shí)，之后，按甲殼素與交聯(lián)劑100 :0.4比例加 入戊二醛，在45°C，攪拌進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)2小時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，干燥后，粉碎至120目，包裝。
[0030]實(shí)施例4
[0031] 本實(shí)施例涉及100升反應(yīng)釜生產(chǎn)土壤重金屬固化解毒劑，用球磨機(jī)將原料粉碎至 200目，按部分溶解劑與粉碎的甲殼素重量比為100比20,總重量為28公斤，加入100升反 應(yīng)釜中，85°C溶解2小時(shí)，用中和液調(diào)節(jié)pH值至6. 5.按甲殼素與?；苿?00 :0. 05比例 加入，在75°C，攪拌條件下進(jìn)行?；磻?yīng)4小時(shí)之后，按甲殼素與交聯(lián)劑100 :0. 5比例加入 戊二醛，在50°C，攪拌進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)3小時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，干燥后，粉碎至150目，包裝。
[0032]實(shí)施例5
[0033] 應(yīng)用實(shí)施例1:對(duì)重金屬鎘的螯合固化作用，取鎘污染的土壤500克各3份，粉碎 至80目，分別混入實(shí)施例1所述制備的產(chǎn)品0. 5克、1克及1. 5克，加入300克水，充分混 勻，放置6天。烘干后，粉碎至100目，按環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HJ/T299-2007提供的方法檢 測(cè)。
[0034] 固化劑對(duì)重金屬鎘的固化作用
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種土壤重金屬固化解毒劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： A、 將甲殼素粉碎至50~200目，加入酸性溶解劑溶解后，加入中和液調(diào)節(jié)pH值至 4. 0 ~6. 5 ; B、 加入酰化劑在30~85°C，攪拌條件下進(jìn)行酰化反應(yīng)3~6小時(shí)； C、 加入交聯(lián)劑在30~50°C，攪拌進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1~3小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后干燥、粉碎，SP 得所述土壤重金屬固化解毒劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤重金屬固化解毒劑的制備方法，其特征在于，所述酸性 溶解劑與甲殼素的重量比為100:5~20 ;所述溶解的溫度為65~95°C，時(shí)間為1~2小 時(shí)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的土壤重金屬固化解毒劑的制備方法，其特征在于，所述酸 性溶解劑為磷酸、硫酸、鹽酸中的一種或幾種的混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤重金屬固化解毒劑的制備方法，其特征在于，所述中和 液為20~40w/v %的NaOH溶液或KOH溶液；所述pH值為5. 0。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤重金屬固化解毒劑的制備方法，其特征在于，所述酰化 劑與甲殼素的重量比為0.01~0.05:100 ;所述?；瘎橐叶匪囊宜岫?。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤重金屬固化解毒劑的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián) 劑與甲殼素的重量比為〇. 1~0.5:100 ;所述交聯(lián)劑為戊二醛。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤重金屬固化解毒劑的制備方法，其特征在于，步驟C中， 粉碎至80~150目。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤重金屬固化解毒劑的制備方法，其特征在于，所述甲殼 素為醫(yī)用甲殼素或農(nóng)用甲殼素。
9. 一種如權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的土壤重金屬固化解毒劑的制備方法制得的固 化解毒劑。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種土壤重金屬固化解毒劑的制備方法；包括：將甲殼素粉碎至50～200目，加入酸性溶解劑溶解后，加入中和液調(diào)節(jié)pH值至4.0～6.5；加入?；瘎┰?0～85℃，攪拌條件下進(jìn)行?；磻?yīng)3～6小時(shí)；加入交聯(lián)劑在30～50℃，攪拌進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1～3小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后干燥、粉碎，即得所述土壤重金屬固化解毒劑。本發(fā)明的方法制得的土壤重金屬固化解毒劑能夠降低土壤中的隔、鉛、砷等重金屬含量，減少重金屬對(duì)植物的傷害及植物根系對(duì)重金屬的吸收。
【IPC分類】C09K17-32
【公開號(hào)】CN104745198
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510076192
【發(fā)明人】王士奎, 朱祥民, 梁亮, 姜業(yè)昊, 胡雪芳, 張志民
【申請(qǐng)人】上海貫發(fā)海洋生物科技有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日