一種改性納米碳對(duì)城市生活堆肥重金屬的固定富集方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性納米碳對(duì)城市生活堆肥重金屬的固定富集方法，它是將粒徑為20-70nm納米碳施用前對(duì)其進(jìn)行改性，分別得到各種改性的納米碳；然后在PVC管下端封以一層棉布和尼龍網(wǎng)，將垃圾堆肥與各改性納米碳按比例混合均勻，每根管中裝入混合材料150g；實(shí)驗(yàn)期間溫度為19~27℃，相對(duì)濕度為60%~72%，每天給堆肥補(bǔ)充水分，使堆肥水分達(dá)到田間持水量70%左右；培養(yǎng)45d后取樣，進(jìn)行重金屬形態(tài)分析；其中所述的各改性納米碳的加入量為垃圾堆肥重量的1-5%（w/w）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：改性納米碳的加入，增加了殘?jiān)鼞B(tài)重金屬的含量，促進(jìn)了堆肥重金屬從植物易吸收態(tài)向不易吸收態(tài)的轉(zhuǎn)化，為改性納米碳在鈍化和植物富集垃圾堆肥中重金屬的應(yīng)用提供了依據(jù)。
【專利說明】一種改性納米碳對(duì)城市生活堆肥重金屬的固定富集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及城市綠化，特別是改性納米碳對(duì)城市生活堆肥重金屬的固定富集方法。
【背景技術(shù)】
[0002]納米材料由于其巨大的比表面積、高的活性點(diǎn)位以及優(yōu)良的光電性能在污染環(huán)境修復(fù)研究中越來越受到重視并成為新的研究熱點(diǎn)。納米材料的特殊理化性質(zhì)取決于其比表面積、分布和純度，因此，納米材料在物理性能如磁、光、電、熱等方面與普通材料有很大不同，具有吸附、催化、輻射、吸收等新特性。納米顆粒由于其大量的微界面及微孔性，可以強(qiáng)化各種界面反應(yīng)，如對(duì)重金屬的表面及專性吸附反應(yīng)等，在重金屬污染土壤治理及污水凈化中將發(fā)揮顯著作用。Chang等(2005 )在應(yīng)用納米零價(jià)鐵修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤取得了很好效果；中國科學(xué)院南京土壤研究所通過納米鐵治理重金屬污染土壤的探索性試驗(yàn)證實(shí)了其降低重金屬有效性的效果。碳黑是生物體或化石原料的揮發(fā)成分在不完全燃燒或高溫?zé)峤鈺r(shí)轉(zhuǎn)化而成的，是氣態(tài)過程的產(chǎn)物。通常情況下，碳黑為多孔性的納米材料，直徑為30?50 nm,具有大的比表面積和高的活性點(diǎn)位。
[0003]在20世紀(jì)80年代，全球每年產(chǎn)生的碳黑大約在50_270Tg (Tg=IO12g)左右，其中大約80%是源于燃燒。大部分的碳黑直接進(jìn)入土壤，逐漸積累，成為土壤有機(jī)質(zhì)的重要組分，另一部分被風(fēng)揚(yáng)起到大氣中。由于碳黑的惰性，其沉積期后受到光化學(xué)反應(yīng)和微生物作用是很小的。這意味著碳黑可以長(zhǎng)期存在于環(huán)境中，對(duì)于地球上緩慢循環(huán)的碳庫來說，具有重要的貢獻(xiàn)。
[0004]納米碳的吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附主要發(fā)生在納米碳豐富的微孔中，用于去除水和空氣中的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的分子直徑必須小于納米碳的孔徑，化學(xué)吸附主要是由于納米碳的表面含有官能團(tuán)，與被吸附的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。介質(zhì)中的雜質(zhì)通過物理吸附和化學(xué)吸附不斷進(jìn)入納米碳的多孔結(jié)構(gòu)中使納米碳吸附飽和，吸附效果下降。吸附飽和后的納米碳需要進(jìn)行活化再生，恢復(fù)其吸附能力，重復(fù)使用，吸附容量越大，吸附效果就越好。目前普遍認(rèn)為納米碳是有機(jī)污染物的超強(qiáng)吸附劑。它能夠強(qiáng)烈吸附多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、多氯代二苯并二惡英、多氯代二苯并呋喃和多溴聯(lián)苯醚、農(nóng)藥敵草隆、3—氯酚和菲等各種有機(jī)污染物。事實(shí)上，納米碳對(duì)重金屬也有一定的吸附作用。吳成等發(fā)現(xiàn)碳黑能夠強(qiáng)烈吸附Hg2+、As3+、Pb2+和Cd2+，且對(duì)Pb2+最大吸附量遠(yuǎn)大于對(duì)其他幾種重金屬。Qiu等(2008)將麥草和稻草秸桿燃燒形成的碳黑與商業(yè)活性碳比較發(fā)現(xiàn)，碳黑對(duì)Pb2+的吸附能力更強(qiáng)。
[0005]但是，納米碳是疏水性的非極性吸附劑，對(duì)非極性有機(jī)物具有較強(qiáng)的親和力，而對(duì)極性物質(zhì)，雖然可以吸附，但吸附能力較弱。已有研究表明，納米碳對(duì)Pb2+的最大吸附量遠(yuǎn)小于礦物和腐植酸。通過氧化改性調(diào)節(jié)表面酸性基團(tuán)含量，可明顯增強(qiáng)其對(duì)Pb2+、Cr3+等極性較強(qiáng)的物質(zhì)的吸附，減弱對(duì)極性較弱的有機(jī)物質(zhì)的吸。因此，有目的地對(duì)納米碳進(jìn)行表面改性，賦予其一些特殊的表面化學(xué)性質(zhì)，從而改變其吸附性能是切實(shí)可行的。[0006]針對(duì)納米碳表面改性的方法主要有化學(xué)改性、物理改性、化學(xué)和物理聯(lián)合改性、等離子體改性和電化學(xué)改性等?；瘜W(xué)改性又分為氧化改性、還原改性、負(fù)載金屬離子改性、添加N、F、C1等雜原子改性。其中納米碳的氧化改性主要是利用強(qiáng)氧化劑在適當(dāng)溫度下對(duì)納米碳表面進(jìn)行氧化處理，從而提高碳黑表面含氧酸性基團(tuán)的含量，增強(qiáng)表面極性。目前，通過氧化改性提高活性炭表面酸性基團(tuán)的改性劑主要有順03、H2O2, H2SO4, HC1、HC10、HF和O3等氧氧化碳黑，引入了梭基，其含量為6%。Katsumi kamegawa等人(2002)采用硝酸氧化碳黑，得到了高含量氧的碳黑，但其中有大部分為不溶物，影響了炭黑在水中的分散。用硝酸氧化制得的碳黑CBO表面引入了大量的含氧基團(tuán)，如一C00H，一OH等，使得碳黑表面呈酸性，這些極性基團(tuán)大大增強(qiáng)了其在水中的分散性能。納米碳作為修復(fù)材料治理環(huán)境污染的研究還不是很多，有研究用H2SO4改性的碳黑對(duì)離子態(tài)五價(jià)As的吸附，結(jié)果表明改性過的碳黑對(duì)As的最大吸附量可以達(dá)到62.52mg 使用KMnO4對(duì)碳黑進(jìn)行氧化改性，使其對(duì)Pb2+的吸附去除率達(dá)到94%。在土壤中分別添加1%、3%、5%用HNO3改性的納米碳后，土壤有效態(tài) Cu 分別降低7 47.26%,72.01%,80.89%,有效態(tài) Zn 分別降低了 3.00%、17.71 %、43.61 %。
[0007]總之，目前納米材料的應(yīng)用研究多集中在水處理方面，在土壤污染的治理方面的嘗試多聚焦于有機(jī)物污染土壤，納米材料應(yīng)用于生活垃圾堆肥重金屬固定富集修復(fù)方面，還尚無文獻(xiàn)報(bào)道。
[0008]到目前為止，將納米碳作為修復(fù)材料用于堆肥治理的研究非常缺乏。顯然，納米碳高比表面積、高反應(yīng)活性和強(qiáng)吸附特性等的特點(diǎn)，對(duì)重金屬的吸附固定能力要大于一般粒徑的吸附材料。將納米碳應(yīng)用于堆肥重金屬固定富集修復(fù)中，可以避免給堆肥帶來不良影響，這是以石灰、蛙石、沸石等作為鈍化劑地方法無法比擬的。這將發(fā)展成為一種低成本和環(huán)境友好的原位鈍化重金屬的技術(shù)，為納米碳在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用提供新的發(fā)展空間。
[0009]隨著工業(yè)化和城市化的飛速發(fā)展，土壤重金屬污染已成為不容忽視的突出環(huán)境問題。我國受重金屬污染的耕地面積近2000萬hm2，約占總耕地面積的五分之一。重金屬污染可導(dǎo)致土壤生產(chǎn)力下降，造成地下水和農(nóng)作物污染，直接或間接危害人畜健康。重金屬離子在草坪基質(zhì)中以各種形態(tài)存在，其中具有移動(dòng)性的重金屬形態(tài)對(duì)植物生長(zhǎng)具有重大影響。當(dāng)基質(zhì)中能被植物吸收利用的重金屬濃度過高時(shí)，則有必要采取一定的措施，減少植物對(duì)其吸收和積累。原位固定修復(fù)方案是通過各種添加劑的加入，使重金屬生物有效態(tài)轉(zhuǎn)化為生物不可利用的形態(tài)。經(jīng)常被用作土壤中重金屬固定劑的物質(zhì)有碳黑，生石灰、磷酸鹽和廢水處理中的剩余污泥，以及一些其他工業(yè)廢棄物。
[0010]碳黑是生物體或化石原料的揮發(fā)成分在不完全燃燒或高溫?zé)峤鈺r(shí)轉(zhuǎn)化而成的，是氣態(tài)過程的產(chǎn)物。通常情況下，碳黑為多孔性的納米材料，直徑為30?50 nm，其較大的比表面積和較強(qiáng)的表面吸附能力，使其在重金屬污染土壤治理中的應(yīng)用成為可能。碳黑表面有酸性官能團(tuán)和堿性含氧官能團(tuán)。酸性官能團(tuán)使碳黑具有極性，有利于吸附各種極性較強(qiáng)的化合物；堿性官能團(tuán)易吸附極性較弱或非極性物質(zhì)。有人在對(duì)烏柏籽殼活性炭氧化改性后發(fā)現(xiàn):表面含氧官能團(tuán)數(shù)量比未氧化處理的活性炭增加一倍左右，梭輕基比值高近4倍，碳表面極性增大，對(duì)某些有一定極性的溶質(zhì)吸附容量增加。說明碳黑表面的官能團(tuán)經(jīng)氧化處理，可以提高表面含氧酸性基團(tuán)的含量，增強(qiáng)表面的極性，從而提高對(duì)極性物質(zhì)的吸附效果O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種改性納米碳對(duì)城市生活堆肥重金屬的固定富集方法。
[0012]本發(fā)明在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過采用一定濃度的硫酸，硝酸和高錳酸鉀對(duì)納米碳進(jìn)行表面氧化改性，并將其與堆肥成比例混合作為基質(zhì)，進(jìn)行室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，研究了改性納米碳對(duì)堆肥中重金屬生物有效態(tài)變化，以及其對(duì)高羊茅生長(zhǎng)以及對(duì)重金屬由堆肥向高羊茅遷移的影響，為改性納米碳在重金屬污染修復(fù)中的應(yīng)用提供科學(xué)的依據(jù)。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案:
一種改性納米碳對(duì)城市生活堆肥重金屬的固定富集方法，其特征在于按如下的步驟進(jìn)
行:
(1)材料的處理:
實(shí)驗(yàn)前對(duì)垃圾堆肥進(jìn)行預(yù)處理，去除其中的塑料薄膜、磚瓦、石塊和玻璃等大塊雜物，風(fēng)干后，過2 mm篩，備用；垃圾堆肥理化性質(zhì)為:pH 7.62，有機(jī)質(zhì)含量221.25 g.kg—1，全M 13.48 g.kg'有效磷 0.078 g.kg'C/N 是 8.37，飽和含水量 0.76 mL.g_\ 容重 0.85g.mL_1 ;重金屬(Cr、Cu、Pb、Zn)含量分別為 67.00,238.73,172.11 和 496.38 mg.kg-1 ；
植物選用高羊茅arundinacea L )；
納米碳粒徑20-70 nm,比表面積為1.2 X IO5 m2.1^，ρΗ值為7，施用前對(duì)其進(jìn)行改性，分別得到KMn04、H2SO4或HNO3改性的納米碳；
(2)實(shí)驗(yàn)方法:
1)在直徑3 cm高25 cm的PVC管，下端封以一層棉布和尼龍網(wǎng)，將垃圾堆肥與各改性納米碳按比例混合均勻，每根管中裝入混合材料150g;鈍化7 d后，每根管播種0.2 g高羊茅種子，實(shí)驗(yàn)期間溫度為19-27 °C，相對(duì)濕度為60%-72%，每天給堆肥補(bǔ)充水分，使堆肥水分達(dá)到田間持水量70%，在實(shí)驗(yàn)室平衡30d，進(jìn)行重金屬形態(tài)分析；其中所述的各改性納米碳的加入量為垃圾堆肥重量的1-5% (w/w)。
[0014]本發(fā)明所述的垃圾堆肥中分別加入改性的納米碳的重量百分?jǐn)?shù)為:1%，3%或5%(w/w)。其中垃圾堆肥中分別加入1%，3%，5%的H2SO4改性納米碳；垃圾堆肥中分別加入1%，3%，5%的HNO3改性納米碳；垃圾堆肥中分別加入1%，3%，5%的KMnO4改性納米碳。
[0015]本發(fā)明進(jìn)一步公開了改性納米碳對(duì)城市生活堆肥重金屬的固定富集方法在提高高羊茅對(duì)重金屬富集方面的應(yīng)用，所述的改性納米碳指的是HNO3或H2SO4改性納米碳。
[0016]本發(fā)明更進(jìn)一步公開了改性納米碳對(duì)城市生活堆肥重金屬的固定富集方法在提高其吸附性能方面的應(yīng)用。其中KMnO4使納米碳的比表面積增大。
[0017]本發(fā)明更進(jìn)一步公開了改性納米碳對(duì)城市生活堆肥重金屬的固定富集方法在增強(qiáng)對(duì)重金屬的鈍化方面的應(yīng)用，其中所述KMnO4改性納米碳的加入量為垃圾堆肥重量的5%(w/w)。在這種情況下氧化改性改變了納米碳的表面化學(xué)性質(zhì)，增加了其表面酸性基團(tuán)的含量，提高了其化學(xué)吸附性能，而HNO3和KMnO4改性更是顯著提高了納米碳的表面羧基含量，增強(qiáng)了其對(duì)極性物質(zhì)的吸附，有利于對(duì)重金屬的鈍化。
[0018]本發(fā)明更進(jìn)一步公開了改性納米碳對(duì)城市生活堆肥重金屬的固定富集方法在降低堆肥中重金屬Fe/Mn氧化物結(jié)合態(tài)的含量增加有機(jī)物及硫化物結(jié)合態(tài)含量方面的應(yīng)用；其中所述KMnO4、H2SO4或HNO3改性納米碳的加入量為垃圾堆肥重量的5% (w/w)0
[0019]本發(fā)明通過試驗(yàn)所達(dá)到的結(jié)論如下:
(I)運(yùn)用3種氧化劑對(duì)納米碳進(jìn)行氧化改性會(huì)使其比表面積發(fā)生改變，其中HNO3改性使納米碳比表面積減小，而KMnO4使納米碳的比表面積增大，有利于提高其吸附性能。
[0020](2)氧化改性改變了納米碳的表面化學(xué)性質(zhì)，增加了其表面酸性基團(tuán)的含量，提高了其化學(xué)吸附性能，而HNO3和KMnO4改性更是顯著提高了納米碳的表面羧基含量，增強(qiáng)了其對(duì)極性物質(zhì)的吸附，有利于對(duì)重金屬的鈍化。
[0021](3)添加質(zhì)量比為1%，3%，5%的改性納米碳，可以有效鈍化堆肥中的重金屬，降低其有效態(tài)含量，其中以添加質(zhì)量比為5%改性納米碳效果最優(yōu)。
[0022]本發(fā)明更加詳細(xì)的制備方法如下:
I材料與方法
1.1供試材料
生活垃圾堆肥，來自天津市小淀垃圾堆肥處理廠。實(shí)驗(yàn)前對(duì)垃圾堆肥進(jìn)行預(yù)處理，去除其中的塑料薄膜、磚瓦、石塊和玻璃等大塊雜物，風(fēng)干后，過2 _篩，備用。堆肥理化性質(zhì)為:pH 7.62，有機(jī)質(zhì)含量 221.25 g.kg—1，全氮 13.48 g.kg—1，有效磷 0.078 g.kg—1，C/N是8.37，飽和含水量0.76 mL.g—1，容重0.85 g.mL—1 ;重金屬(Cr、Cu、Pb、Zn)含量分別為67.00、238.73、172.11 和 496.38 mg.kg-1。草坪植物選用高羊茅arundinaceaL )。
[0023]供試納米碳購于天津市秋實(shí)碳黑廠，粒徑20-70 nm，比表面積為1.2X IO5 m2? kg—1，pH值為7，施用前對(duì)其進(jìn)行改性。
[0024]1.2改性納米碳的制備
KMnO4改性:稱取納米碳10 g于250 mL錐形瓶中，加入100 mL0.03 mol. 1的KMnO4溶液，靜置10 min后，放于萬用電熱器上沸騰回流I h。冷卻后，用去離子水反復(fù)沖洗，使溶液不再渾濁且PH穩(wěn)定。轉(zhuǎn)移至燒杯，110°C條件下烘干至恒重。
[0025]H2SO4改性:稱取10 g納米碳加入到250 mL 20%的H2SO4溶液中，在110 °C條件下加熱90 min。冷卻后，用去離子水反復(fù)沖洗，使溶液不再渾濁且pH穩(wěn)定。在110°C條件下烘干至恒重。
[0026]HNO3改性:稱取10 g納米碳加入到150 mL 65%的硝酸溶液中，置于通風(fēng)櫥的加熱板上110 °(:氧化反應(yīng)2 ho冷卻后,用去離子水反復(fù)沖洗,使溶液不再渾濁且pH穩(wěn)定。在110°C條件下烘干至恒重。
[0027]1.3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)` 實(shí)驗(yàn)共設(shè)13個(gè)處理:僅堆肥(CK);堆肥中分別加入1%，3%，5%(質(zhì)量比)的未改性納米碳(CB),堆肥中分別加入1%，3%，5%的H2SO4改性納米碳；堆肥中分別加入1%，3%，5%的HNO3改性納米碳；堆肥中分別加入1%，3%，5%的KMnO4改性納米碳。使用直徑3 cm高25 cm的PVC管，下端封以一層棉布和尼龍網(wǎng)，將堆肥以不同質(zhì)量比與改性納米碳混合均勻，每根PVC管裝入混合材料150 g，對(duì)照為150 g堆肥，每個(gè)處理3次重復(fù)。鈍化一周(7 d)后，每根管播種0.2 g高羊茅種子。實(shí)驗(yàn)期間溫度為19-27 °C，相對(duì)濕度為60%-72%，每天給堆肥補(bǔ)充水分，使堆肥水分達(dá)到田間持水量70%左右，在實(shí)驗(yàn)室平衡30d，實(shí)驗(yàn)共計(jì)37 d0
[0028]1.4分析方法改性納米碳的比表面積采用國際公認(rèn)的氮?dú)馕锢砦紹ET法，官能團(tuán)的檢測(cè)采用Boehm滴定。堆肥中重金屬生物有效態(tài)含量采用TCLP法提取，根據(jù)堆肥酸堿度和緩沖量的不同而制定不同PH值的緩沖液作為提取液，但在此實(shí)驗(yàn)中堆肥pH值小于5，配制提取劑為5.7 mL冰醋酸于500 mL蒸餾水中，再加入64.3 mLl mo I/L NaOH，用蒸餾水定容至I L，保證試劑pH值在4.93±0.05，緩沖液的pH值用1.0 mol/L的HNO3和1.0 mol/L NaOH來調(diào)節(jié)，緩沖液的用量是堆肥的20倍，即水堆肥比為20:1。以(30±2) r/min的速度在常溫下振蕩(18±2) h，離心，過濾。植株中Cu和Zn的含量用濃硝酸-高氯酸消解。
[0029]實(shí)驗(yàn)所用試劑均為分析純，所用器皿用2 mol -L-1的硝酸清洗，并用去離子水清洗3遍，然后在通風(fēng)櫥內(nèi)晾干。濾液經(jīng)濾紙過濾，濾液中重金屬含量采用TAS-990原子吸收測(cè)定。
[0030]1.5數(shù)據(jù)處理
文中數(shù)據(jù)都是3次重復(fù)的平均值以及標(biāo)準(zhǔn)差，采用SPSS 11.5軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行比較均值中的單因素ANOVA統(tǒng)計(jì)分析。
[0031]2研制結(jié)果分析
. 2.1添加H2SO4改性納 米碳對(duì)高羊茅重金屬富集的影響
添加不同質(zhì)量比的H2SO4改性納米碳可以降低植物地上部分重金屬富集濃度，對(duì)于Cd，Cr，Cu，Zn，Pb五種重金屬，添加質(zhì)量比為3%和5%的改性納米碳均與對(duì)照產(chǎn)生顯著差異，添加5%改性納米碳處理組降低最多，相比對(duì)照組分別降低了 64.89%, 30.63%, 30.85%，
.34.60%, 29.63%。
[0032]從表1中我們可以看出，添加H2SO4改性納米碳對(duì)高羊茅地上部分重金屬富集量的影響與其對(duì)重金屬富集濃度的影響趨勢(shì)一致，其中添加質(zhì)量比為5%的H2SO4改性納米碳處理組相比對(duì)照組分別降低了 60.00%, 20.37%，20.77%，25.57%，19.84%。由此我們可以看出，雖然對(duì)照組高羊茅地上生物量顯著小于各處理組高羊茅地上生物量，但是對(duì)照組重金屬富集量仍然高于處理組重金屬富集量，說明一定質(zhì)量比的改性納米碳對(duì)減少重金屬對(duì)植物地上部分的危害效果顯著。
[0033]表1添加H2SO4改性納米碳對(duì)高羊茅地上部重金屬富集濃度以及富集量影響
【權(quán)利要求】
1.一種改性納米碳對(duì)城市生活堆肥重金屬的固定富集方法，其特征在于按如下的步驟進(jìn)行: (1)材料的處理: 實(shí)驗(yàn)前對(duì)垃圾堆肥進(jìn)行預(yù)處理，去除其中的雜物，風(fēng)干后，過2 _篩，備用；植物選用高羊茅arundinacea L );納米碳粒徑 20-70 nm,比表面積為 1.2 X IO5 m2.kg-1,pH值為7，施用前對(duì)其進(jìn)行改性，分別得到KMn04、H2SO4或HNO3改性的納米碳； (2)實(shí)驗(yàn)方法: 在直徑3 cm高25 cm的PVC管，下端封以一層棉布和尼龍網(wǎng)，將垃圾堆肥與各改性納米碳按比例混合均勻，每根管中裝入混合材料150g ;鈍化7 d后,每根管播種0.2 g高羊茅種子，實(shí)驗(yàn)期間溫度為19?27 °C，相對(duì)濕度為60%-72%，每天給堆肥補(bǔ)充水分，使堆肥水分達(dá)到田間持水量70%，在實(shí)驗(yàn)室平衡30d，進(jìn)行重金屬形態(tài)分析；其中所述的各改性納米碳的加入量為垃圾堆肥重量的1-5% (w/w)。
2.權(quán)利要求1所述的制備方法，其中垃圾堆肥中分別加入改性的納米碳的重量百分?jǐn)?shù)為:1%，3% 或 5% (w/w)。
3.權(quán)利要求1所述的制備方法，其中垃圾堆肥中分別加入1%，3%，5%的H2SO4改性納米碳；垃圾堆肥中分別加入1%，3%，5%的HNO3改性納米碳；垃圾堆肥中分別加入1%，3%，5%的KMnO4改性納米碳。
4.權(quán)利要求1所述改性納米碳對(duì)城市生活堆肥重金屬的固定富集方法在提高高羊茅對(duì)重金屬富集方面的應(yīng)用，所述的改性納米碳指的是HNO3或H2SO4改性納米碳。
5.權(quán)利要求1所述改性納米碳對(duì)城市生活堆肥重金屬的固定富集方法在提高其吸附性能方面的應(yīng)用，其中KMnO4使納米碳的比表面積增大。
6.權(quán)利要求1所述改性納米碳對(duì)城市生活堆肥重金屬的固定富集方法在增強(qiáng)對(duì)重金屬的鈍化方面的應(yīng)用，其中所述KMnO4改性納米碳的加入量為垃圾堆肥重量的5%(w/w)，在這種情況下氧化改性改變了納米碳的表面化學(xué)性質(zhì)，增加了其表面酸性基團(tuán)的含量，提高了其化學(xué)吸附性能，而HNO3和KMnO4改性更是顯著提高了納米碳的表面羧基含量，增強(qiáng)了其對(duì)極性物質(zhì)的吸附，有利于對(duì)重金屬的鈍化及固定。
7.權(quán)利要求1所述改性納米碳對(duì)城市生活堆肥重金屬的固定富集方法在降低堆肥中重金屬Fe/Mn氧化物結(jié)合態(tài)的含量增加有機(jī)物及硫化物結(jié)合態(tài)含量方面的應(yīng)用；其中所述KMnO4, H2SO4或HNO3改性納米碳的加入量為垃圾堆肥重量的5% (w/w)0
【文檔編號(hào)】B09C1/00GK103861866SQ201410086909
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】多立安, 趙樹蘭, 賀璐 申請(qǐng)人:天津師范大學(xué)