一種累積重金屬的植物的資源化利用的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種累積重金屬的植物的資源化利用的方法，將用于修復重金屬污染土壤的植物組織經(jīng)熱處理后用于治理大氣中的NOx，包括如下步驟：將累積重金屬的植物組織樣品放入剛玉舟中，將剛玉舟放入管式電阻爐，通氮氣15min，控制流量在0.5Lmin-1，然后調(diào)節(jié)流量穩(wěn)定在0.2-0.3Lmin-1，打開電阻爐，設定所需溫度500-700℃，加熱至設定溫度穩(wěn)定后開始計時，使得植物組織樣品在設定溫度下熱處理6-8h，然后繼續(xù)通氮氣至溫度冷卻至室溫，取出樣品，研磨。本發(fā)明方法將累積重金屬的植物組織通過一定的熱處理技術，制備成炭基催化劑，不僅大幅減少危險廢物的質(zhì)量，為后續(xù)運輸和填埋提供了便利，而且對NO具有高效的催化效果。
【專利說明】一種累積重金屬的植物的資源化利用的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種累積重金屬的植物的資源化利用的方法，屬于危險廢棄物處理與處置【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著工業(yè)化進程的發(fā)展，煤、石油、天然氣等化石燃料的燃燒產(chǎn)生大量的氮氧化物(NOx)排入大氣，造成多個地區(qū)氮氧化物濃度超標。氮氧化物中的NO濃度較高時會引起組織缺氧，甚至損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)。如何有效治理氮氧化物污染，已經(jīng)成為我國大氣污染治理的一項重要內(nèi)容。炭材料(如活性焦、活性炭和活性炭纖維)在氮氧化物治理中常用作吸附劑和催化劑載體，也可單獨用作催化劑。對活性炭進行一定的改性，如負載La氧化物或Fe、Co, Ni, Cu, Mn等氧化物制備的復合催化劑對NO的催化效果良好，研究廣泛。
[0003]目前，活性炭為主要材料時其工業(yè)生產(chǎn)成本較高，且在金屬的負載過程中會消耗大量的能源和材料，在一定程度上制約了活性炭的應用。因此，在控制成本的條件下尋找新型的炭材料，同時具有良好的NOx催化效果就顯得十分重要。
[0004]尾礦區(qū)等污染土壤上生長的植物如不及時收割，會重新進入并污染環(huán)境。目前對于累積重金屬的植物組織的處理與處置技術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，可能會占用填埋場大量的空間；同時上述方法均未能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟價值和環(huán)保價值。所以，如何有效的利用累積重金屬的植物組織，是目前危險廢物處理與處置中的一個較難克服的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種新的累積重金屬的植物的資源化利用的方法，以解決現(xiàn)有技術在危險廢物的處理與處置方面存在的不足。通過優(yōu)化工藝技術條件，制備出新型的炭載體金屬催化劑，開發(fā)出一種基于共處理理念、高附加值、環(huán)境友好的累積重金屬的植物組織的資源化利用產(chǎn)品。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
一種累積重金屬的植物的資源化利用的方法，將用于修復重金屬污染土壤的植物組織經(jīng)熱處理后用于治理大氣中的NOx，包括如下步驟:將累積重金屬的植物組織樣品放入剛玉舟中，將剛玉舟放入管式電阻爐，通氮氣15 min，控制流量在0.5 L min—1，然后調(diào)節(jié)流量穩(wěn)定在0.2-0.3 L mirT1，打開電阻爐，設定所需溫度500-700 °C，加熱至設定溫度穩(wěn)定后開始計時，使得植物組織樣品在設定溫度下熱處理6-8 h，然后繼續(xù)通氮氣至溫度冷卻至室溫，取出樣品，研磨。
[0007]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下突出的實質(zhì)性特點和顯著的優(yōu)點:
本發(fā)明方法將累積重金屬的植物組織通過一定的熱處理技術，制備成炭基催化劑，不僅大幅減少危險廢物的質(zhì)量，為后續(xù)運輸和填埋提供了便利，而且對NO具有高效的催化效果。本方法是一種操作簡便，綠色環(huán)保的用于累積重金屬的植物的資源化利用的方法，可廣 泛應用于危險廢棄物處理與處置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是熱處理對累積重金屬的植物的影響。
[0009]圖2是炭基催化劑A對NO的催化效果。
[0010]圖3是炭基催化劑B對NO的催化效果。
[0011]圖4是炭基催化劑C對NO的催化效果。
【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的具體描述。
[0013]實施例1
一種累積重金屬的植物的資源化利用的方法，包括如下步驟:選取的植物為生長于污染土壤中的蓖麻組織樣品(含Cu: 6.42±1.17 mg kg—1, Zn: 86.19±2.28 mg kg—1)打碎混勻，記為樣品A。將干燥后的植物組織樣品A放入剛玉舟中，將剛玉舟放入管式電阻爐，通氮氣15min，控制流量在0.5 L mirT1，然后調(diào)節(jié)流量穩(wěn)定在0.2-0.3 L mirT1，打開電阻爐，設定所需溫度500°C，加熱至設定溫度穩(wěn)定后開始計時，使得植物組織樣品在設定溫度下熱處理8h，然后繼續(xù)通氮氣至溫度冷卻至室溫，取出樣品，研磨。
[0014]樣品A在熱處理后，其質(zhì)量殘留率為38.01%。本方法熱處理后，在62%的程度上減少了危險廢物的質(zhì)量，影響微觀分子構型，進而使危險廢物在微觀容積上也有所減小，為后續(xù)運輸和填埋提供了便利。
[0015]炭基催化劑A對NO的催化效果的實驗按以下步驟進行:實驗系統(tǒng)主要由三部分組成:氣路控制系統(tǒng)、催化反應系統(tǒng)、測試分析系統(tǒng)。反應器為石英玻璃管(內(nèi)徑為6mm)，樣品置入通路中，同時通入NO和氬氣，反應后氣體進入NOx分析儀(美國賽默飛世爾科技，Luminoskan Ascent),反應前后NO濃度的變化量用于評價樣品A對NO的催化性能。
[0016]如圖2所示，累積植物制備的炭基催化劑A的催化效率(99.81%)在催化時間為15min時達到最大,且在催化時間為10-35 min內(nèi)催化效果穩(wěn)定存在,表現(xiàn)出良好的對NO的催化還原效果，為累積重金屬的植物組織的資源化利用提供了理論知識，表現(xiàn)出一定的經(jīng)濟價值和環(huán)保價值。
[0017]實施例2
本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于選取的植物樣品為生長在干凈土壤中的蓖麻組織樣品，經(jīng)打碎混勻后記為樣品B。
[0018]樣品B在熱處理后其質(zhì)量殘留率為38.63%，在62%的程度上減少了危險廢物的質(zhì)量，為后續(xù)運輸和填埋提供了便利。
[0019]如圖3所示，干凈植物組織燒成的炭基催化劑B的催化效率(99.71%)在催化時間為10 min時達到最佳，并在之后的20 min內(nèi)催化效果穩(wěn)定。炭基催化劑B在催化時間40min后催化效果下降，但催化效果仍能維持在80%以上，表現(xiàn)出良好的對NO的催化還原效果。重金屬存在下的炭基催化劑A的催化效果與對照炭基催化劑B的催化效果沒有明顯差另O，且均能在初始40分鐘內(nèi)保持穩(wěn)定且高效的催化效果，即重金屬的存在并沒有影響炭基催化劑對氮氧化物的催化效果，為累積重金屬的植物組織的資源化利用提供了理論知識，表現(xiàn)出一定的經(jīng)濟價值和環(huán)保價值。
[0020]實施例3
本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于設定所需溫度700°C，加熱至設定溫度穩(wěn)定后開始計時，使得累積重金屬的植物組織樣品(記為C)在設定溫度下熱處理6 h。樣品C在熱處理后，其質(zhì)量殘留率分別為32.76%，兩種熱處理溫度(700 0C ,6 h ；500 V，8 h)在質(zhì)量殘留率上差異不大，具體實施可根據(jù)實際情況，綜合考量熱投入和催化效果來選擇。
[0021]如圖4所示，累積重金屬的植物組織燒成的炭基催化劑C的催化效率(99.80-99.92%)在所測催化時間內(nèi)保持穩(wěn)定且高效，表現(xiàn)出綠色、高效的資源化利用價值。
【權利要求】
1.一種累積重金屬的植物的資源化利用的方法，將用于修復重金屬污染土壤的植物組織經(jīng)熱處理后用于治理大氣中的NOx，其特征在于，包括如下步驟:將累積重金屬的植物組織樣品放入剛玉舟中，將剛玉舟放入管式電阻爐，通氮氣15 min，控制流量在0.5 LmirT1，然后調(diào)節(jié)流量穩(wěn)定在0.2-0.3 L mirT1，打開電阻爐，設定所需溫度500-70(TC，加熱至設定溫度穩(wěn)定后開始計時，使得植物組織樣品在設定溫度下熱處理6-8h，然后繼續(xù)通氮氣至溫度冷卻至室溫 ，取出樣品，研磨。
【文檔編號】B01D53/56GK104014242SQ201410284859
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權日:2014年6月24日
【發(fā)明者】何池全, 張惠, 朱細娥, 陳學萍, 周吉峙, 錢光人 申請人:上海大學