本發明屬于放射性核素污染修復與治理技術領域，特別涉及用于放射性污染土壤治理的土壤固化吸附劑及其制備方法。
背景技術：
放射性土壤修復是極其復雜的世界性難題。前蘇聯切爾諾貝利核電事故發生后主要采用隔離措施；而日本福島核事故發生后，經過幾年的修復，受污染區域輻射強度遠沒有達到20mSv的平均水平。其主要原因是放射性核素主要賦存在硅酸鹽粘土礦物中，水溶液很難解吸出來。采用酸解吸一般需要強酸和高溫條件，這就需要一種在酸性和高溫下有較高吸附能力材料，傳統材料投加后有很難分離；采用鹽解吸的方法則面臨競爭吸附的影響，這就需要在鹽環境下對放射性核素具有選擇性吸附的材料。受放射性核素污染土壤修復后，仍然會有部分放射性核素殘留，這就需要對剩余放射性核素進行固定或穩定材料，以降低剩余核素的遷移，這就迫切制備對放射性核素具有吸附和穩定化的材料。
傳統的對放射性核素吸附材料大多數以粉末為主，投加到土壤后很難分離，若制備成顆粒則大大降低其吸附性能。對于大量的中低放射性土壤，采用粘土礦物修復材料更為經濟可行。通過粘土礦物(蒙脫石、海泡石、沸石、累托石以及坡縷石等)與磁性氧化鐵顆粒復合，制備出各種不同種類的磁性吸附劑，其不僅具備基體的吸附性能，而且還可以通過外加磁場使吸附達飽和的吸附劑與作用體系迅速地分離。總體而言，硅酸鹽礦物對放射性核素的吸附性能較好，且吸附后不易解吸，具有環境友好、經濟可行的優點。
磁性納米粒子(MNPs)是指晶體的三維尺寸中至少有一維為納米級(小于1μm)的超細磁性材料。由于磁性的存在，人們可以通過外加磁場控制MNPs的運動軌跡。當其粒徑小于某一臨界尺寸時，MNPs具有獨特的超順磁性，即當不存在外加磁場時，MNPs之間不再有磁相互作用力存在，因此不易團聚、可穩定地分散于體系中；但是，當施加一定的外加磁場時，依然可實現MNPs與體系的快速分離。MNPs可以是鐵、鈷、鎳等金屬單質及其合金(如Fe-Co，Ni-Fe等)，也可以是這些磁性原子的氧化物，如磁鐵礦(Fe3O4)、赤鐵礦(γ-Fe2O3)和某些過渡金屬的鐵氧化合物MFe2O4(M＝Co、Cu、Mn、Ni、Zn等)。由于Fe、Co、Ni等磁性金屬單質在空氣中易于被氧化，并生成反鐵磁性的氧化物，因此對MNPs的磁性起副作用；而且，磁性金屬單質的制備條件也十分苛刻，這些因素都在一定程度上限制了磁性單質的實際應用。而鐵的氧化物(Fe3O4，γ-Fe2O3等)由于具有較高的磁性、良好的生物相容性、較低的毒性及簡單易控的制備條件等優點，成為目前應用最為廣泛的磁性納米材料。但是，新型用于放射性污染土壤治理的土壤固化吸附劑的研究還需要進一步加強，目前還缺少用于放射性污染土壤治理的土壤固化吸附劑制備工藝方面的研究。
技術實現要素：
本發明的目的是提供用于放射性污染土壤治理的土壤固化吸附劑及其制備方法。其具體步驟如下：
(1)將250mL去離子水加入到容積為1000mL的三口燒瓶中，然后放到溫度為75℃的恒溫水浴鍋中，在氣體流速為130L/h的條件下向三口燒瓶中通入氮氣35分鐘，得到溶液A；
(2)向溶液A中加入0.0625mol的CoCl2·6H2O，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到溶液A1；
(3)將250mL去離子水加入到容積為1000mL的三口燒瓶中，然后放到溫度為75℃的恒溫水浴鍋中，在氣體流速為130L/h的條件下向三口燒瓶中通入氮氣35分鐘，得到溶液B；
(4)向溶液B中加入0.125mol的FeCl3·6H2O，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到溶液B1；
(5)將溶液A1加入到溶液B1中，在溫度為80℃的搖床中搖動30分鐘，得到混合液C；
(6)向混合液C中加入150mg的NaOH，然后放到溫度為75℃的恒溫水浴鍋中，在氣體流速為130L/h的條件下向混合液中通入氮氣120分鐘，得到混合液D；
(7)向混合液D中加入150mL去離子水，在1000r/min條件下攪拌15min后采用磁鐵進行磁分離，棄去上清液，得到混合物E；
(8)向混合物E中加入250mL乙醇，在1000r/min條件下攪拌15min后采用磁鐵進行磁分離，棄去上清液，得到混合物F；
(9)向混合物F中加入250mL乙醇，在1000r/min條件下攪拌15min后采用磁鐵進行磁分離，棄去上清液，得到混合物G；
(10)將混合物G在60℃條件下干燥12h，得到物質H；
(11)將50g鈣基蒙脫石加入到200mL摩爾濃度為1.2mol/L的NH4Cl溶液中，在溫度為30℃的搖床中搖動12小時，得到混合液I；
(12)將10mL質量濃度為22％的氨水加入到混合液I中，然后加入1.55g乙基三乙氧基硅烷，在1000r/min條件下攪拌4h，得到混合液J；
(12)將混合液J在轉速為每分鐘7000轉的條件下離心5min，去除上層上清液，將下層固體物質在60℃條件下干燥24h，得到物質K；
(13)將6.0g海藻酸鈉和600mL去離子水加入到容積為1000mL錐形瓶中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，搖勻后分成等量2份，得到混合液L1、混合液L2；
(14)向混合液L1中加入5.0g物質H，在1000r/min條件下攪拌4h，得到混合液M1；
(15)將1.2g正硅酸甲酯加入到混合液M1中，在1000r/min條件下攪拌4h，得到混合液N1；
(16)向混合液L2中加入15.0g物質K，在1000r/min條件下攪拌4h，得到混合液M2；
(17)將1.8g甲基三甲氧基硅烷加入到混合液M2中，在1000r/min條件下攪拌4h，得到混合液N2；
(18)將混合液N2加入到混合液N1中，在溫度為35℃的搖床中搖動120分鐘，得到混合液N；
(19)將混合液N滴入到1000mL質量濃度為2％的CaCl2溶液中，靜止12h后通過孔徑為5mm的濾網過濾，得到物質O；
(20)將物質O用去離子水清洗后在50℃烘箱中干燥12h，得到的物質即為土壤固化吸附劑。
本發明的有益效果是，制備土壤固化吸附劑的工藝過程簡單，將制備出的土壤固化吸附劑用于放射性污染土壤治理時成本低、處理效果好。
具體實施方式
本發明提供一種用于放射性污染土壤治理的土壤固化吸附劑，下面通過一個實例來說明其實施過程。
土壤固化吸附劑由如下過程制備：
(1)將250mL去離子水加入到容積為1000mL的三口燒瓶中，然后放到溫度為75℃的恒溫水浴鍋中，在氣體流速為130L/h的條件下向三口燒瓶中通入氮氣35分鐘，得到溶液A；
(2)向溶液A中加入0.0625mol的CoCl2·6H2O，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到溶液A1；
(3)將250mL去離子水加入到容積為1000mL的三口燒瓶中，然后放到溫度為75℃的恒溫水浴鍋中，在氣體流速為130L/h的條件下向三口燒瓶中通入氮氣35分鐘，得到溶液B；
(4)向溶液B中加入0.125mol的FeCl3·6H2O，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到溶液B1；
(5)將溶液A1加入到溶液B1中，在溫度為80℃的搖床中搖動30分鐘，得到混合液C；
(6)向混合液C中加入150mg的NaOH，然后放到溫度為75℃的恒溫水浴鍋中，在氣體流速為130L/h的條件下向混合液中通入氮氣120分鐘，得到混合液D；
(7)向混合液D中加入150mL去離子水，在1000r/min條件下攪拌15min后采用磁鐵進行磁分離，棄去上清液，得到混合物E；
(8)向混合物E中加入250mL乙醇，在1000r/min條件下攪拌15min后采用磁鐵進行磁分離，棄去上清液，得到混合物F；
(9)向混合物F中加入250mL乙醇，在1000r/min條件下攪拌15min后采用磁鐵進行磁分離，棄去上清液，得到混合物G；
(10)將混合物G在60℃條件下干燥12h，得到物質H；
(11)將50g鈣基蒙脫石加入到200mL摩爾濃度為1.2mol/L的NH4Cl溶液中，在溫度為30℃的搖床中搖動12小時，得到混合液I；
(12)將10mL質量濃度為22％的氨水加入到混合液I中，然后加入1.55g乙基三乙氧基硅烷，在1000r/min條件下攪拌4h，得到混合液J；
(12)將混合液J在轉速為每分鐘7000轉的條件下離心5min，去除上層上清液，將下層固體物質在60℃條件下干燥24h，得到物質K；
(13)將6.0g海藻酸鈉和600mL去離子水加入到容積為1000mL錐形瓶中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，搖勻后分成等量2份，得到混合液L1、混合液L2；
(14)向混合液L1中加入5.0g物質H，在1000r/min條件下攪拌4h，得到混合液M1；
(15)將1.2g正硅酸甲酯加入到混合液M1中，在1000r/min條件下攪拌4h，得到混合液N1；
(16)向混合液L2中加入15.0g物質K，在1000r/min條件下攪拌4h，得到混合液M2；
(17)將1.8g甲基三甲氧基硅烷加入到混合液M2中，在1000r/min條件下攪拌4h，得到混合液N2；
(18)將混合液N2加入到混合液N1中，在溫度為35℃的搖床中搖動120分鐘，得到混合液N；
(19)將混合液N滴入到1000mL質量濃度為2％的CaCl2溶液中，靜止12h后通過孔徑為5mm的濾網過濾，得到物質O；
(20)將物質O用去離子水清洗后在50℃烘箱中干燥12h，得到的物質即為土壤固化吸附劑。
運用本發明得到的土壤固化吸附劑投加到固化吸附與磁分離反應器系統中對放射性污染土壤進行了治理試驗，結果表明該系統能夠有效去除污染土壤中的銫，當污染土壤中的銫初始含量為112mg/kg時，處理后土壤中的銫能降低到11mg/kg。