[发明专利]纳米氧化锌的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米氧化锌的制备方法，属于水处理技术领域。

背景技术

铜是一种人体所必需的生命元素。体内缺乏铜元素，会导致相应的功能障碍，甚至无法形成血液，丧失基本的生存条件；但人体若在日常饮食中摄入过量铜元素，也易引起呕吐、痉挛、抽搐，甚至死亡等中毒症状。铅是一种作用于人体全身各系统和器官的累积性毒物，主要影响人体神经、造血、消化、心血管等系统和肾脏，会引起植物神经功能紊乱、贫血、免疫力低下等病症。由于铜、铅离子不能被生物降解为无害的物质，在环境中具有长期持久性，因此对水中铜、铅离子的去除十分重要。

目前处理含铜、铅离子废水的方法有：化学混凝沉淀法、吸附法、离子交换法、电解法、反渗透法、膜技术等。其中吸附法在处理低浓度重金属废水时表现出的经济性和高效性，正日益受到广泛关注。

纳米材料被誉为21世纪的新材料。广义的纳米材料是指三维尺寸中至少有一维处于纳米尺寸的各种固态材料。由于具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应、介电限域效应和宏观量子隧道效应等，纳米材料表现出了体相材料所不具备的许多奇异的光、热、磁和化学性能。其中最引人注目的是随着纳米粒子粒径的减小，其表面张力和表面能增加，使大部分原子不稳定，易与其他原子键合，从而表现出很高的化学活性。近年来，纳米材料的开发利用已引起人们的重视，其合成方法经济、简单，尤其纳米材料的比表面积大，吸附容量大，正越来越多地被作为一种吸附剂材料，应用到去除水中重金属离子的研究中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米氧化锌的制备方法。

本发明一种纳米氧化锌的制备方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：

a. 按摩尔比1：1分别配制相同体积的Zn(NO₃)₂·6H₂O和(NH₄)₂CO₃的水溶液；首先在搅拌下加热Zn(NO₃)₂·6H₂O溶液至50℃，然后加入适量的聚乙二醇辛基苯基醚（Triton X-100），并逐滴加入上述配制好的(NH₄)₂CO₃溶液；反应30min后，用NaOH溶液调节上述反应液的PH值至9～10；后升高温度至80～90℃，继续使其反应，并在不断搅拌反应1～2小时；

b. 反应结束后静置冷却，移出下层物质，然后分别用去离子水和无水乙醇超声洗涤；随后离心分离，并在60℃下真空干燥24小时，最终制得纳米氧化锌。

一种纳米氧化锌的制备方法所制得的纳米氧化锌的用途即其应用方法，是去除水中的重金属铜或铅离子；其处理方法如下：

取适量环境水样，经0.45μm微孔膜过滤；然后用磷酸缓冲溶液调节PH值为4.0～5.0，加入上述制得的纳米氧化锌0.025～0.045g，振荡15～30min后离心分离；然后吸取上述溶液的上层清液，用石墨炉原子吸收光谱法测定铜离子或铅离子的被吸附量。

本发明的优点和特点如下所述：

(1) 纳米氧化锌具有吸附速度快、吸附能力强等特点。

(2) 本发明方法操作简便、设备简单、耗时少、效率高，易于规模化去除水中的铜离子或铅离子。

附图说明

图1为本发明研究试验中的纳米氧化锌对铜离子的吸附等温线(1a)和吸附量曲线(1b)。

图2为本发明研究试验中的纳米氧化锌对铅离子的吸附等温线(2a)和吸附量曲线(2b)。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例

本实施例纳米氧化锌的制备步骤如下所述：

(1) 配制0.25 mol/L的Zn(NO₃)₂·6H₂O溶液50 mL，0.25 mol/L的(NH₄)₂CO₃溶液50 mL。

(2) 搅拌下，加热Zn(NO₃)₂·6H₂O溶液至50℃，加入1 mL Triton X-100，并逐滴加入(NH₄)₂CO₃溶液；反应30 min后，用1 mol/L的NaOH溶液调节反应液的pH值为10；升高反应温度至80℃，继续搅拌1 h。