LDHs超稳矿化新型土壤修复材料产业化应用

一、项目简介

近年来，我国土壤污染问题逐步凸显，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、锑和多环芳烃。严重影响我国民生问题和人民生命安全健康。

本项目团队自1997年开始进行LDHs的吸附性能研究，2004年发现重金属离子能被LDHs吸附，并具选择性，

2006年发现LDHs对阴离子具有显著的选择吸附性能，2011年发现LDHs对噻吩、吡咯、硝基苯、三氯苯酚等有机物的吸附增溶作用，2015年开始将CaAl-LDH用于处理含磷和重金属离子的废水和土壤。2015年项目团队先后在江苏、云南、甘肃、山东、内蒙古等开展产业化应用案例十余项。

二、痛点问题

1、低镉积累品种较少

市场上提供的低镉积累品种数量较少，普遍存在抗逆性不强，丰产性欠佳等问题

2、影响土壤理化性质

人为施用困难，长期施用导致土壤团粒结构变劣、碱基径流损失、pH 过高等

3、修复治理成本过高

在轻、中度镉污染酸性稻田中实施，每亩需新增1000多元，农民难以接受。

4、钝化剂选择性较差

活性组分单一、对重金属离子选择性差，相互作用力弱，易脱附，造成二次污染。

5、项目实施周期较长

修复治理轻、中度镉污染酸性稻田一般需要1 年时间，治理周期长，管理难度大。

三、解决方案

2019年4月，科技部农村司对我校LDHs超稳矿化土壤修复技术进行调研后形成的“LDHs土壤修复剂”产业科技创新调研报告中明确提出：LDHs矿化材料是土壤修复剂的最佳选择和替代品，通过其结构与功能调变，可用于选择性钝化土壤中的重金属离子和有机污染物，长效性和稳定性非常好。

目前本项目团队开发第六代LDHs生产技术，申请专利二十余项，开发了原子经济清洁生产工艺，并牵头编制了我国LDHs超稳矿化材料行业标准。

四、竞争优势分析

1、大容量优势：在固化率方面，土壤中Cd的固化率达到95.2%；在矿化容量方面，单位重量对Cd最大最大去除率可达近600mg/g。

2、选择性优势：LDHs对不同重金属离子的矿化具有选择性，为不同地区、不同类型的土壤污染治理提供了针对性修复产品。

3、长效性优势：可有效解决重金属离子易脱附再次形成污染的难题，使修复具有长效性。

4、高效率优势：使土壤中的重金属离子浓度迅速降低，固化率达到95%以上。

5、酸碱性优势：可根据不同的土壤性质，开发酸性或碱性材料，避免对土壤造成损坏。

6.低成本优势：原子经济法降低了制备成本；高性能优势进一步降低使用成本。

五、市场应用前景

1、团队发展了六代LDHs生产技术，申请专利二十余项，开发了原子经济清洁生产工艺，并牵头编制了我国LDHs超稳矿化材料行业标准。

2、针对不同的重金属离子，利用LDHs的可调变性及选择性，实现菜单式超稳矿化材料定制，使得LDHs超稳矿化材料不仅具有极强的适应性，也具备制备工艺简单、规模化生产成本低的优势。

六、发展规划

LDHs矿化材料是土壤修复剂的最佳选择和替代品。通过其结构与功能调变，可用于选择性钝化土壤中的重金属离子和有机污染物，长效性和稳定性非常高（长时间检测不到被吸附污染物的释放），极大减少环境风险和健康风险。

七、知识产权

本项成果涉及20余项授权发明专利。

八、合作需求

1、校地合作、校企合作

引入院士团队，政府、高校、企业共建“工程技术开发中心”，联合研发和示范推广。

2、项目合作

依托现有项目，提供修复产品和技术。

3、技术服务

依托北京化工大学及院士团队，提供技术、咨询等第三方服务。

九、联系方式

北京化工大学国家大学科技园

邮编：100089

电话：010-68447200

传真：010-68447210