[发明专利]一种由废铅酸蓄电池铅膏制备纳米铅化物的方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米铅化物制备技术领域，具体涉及一种由废铅酸蓄电池铅膏制备醋酸铅，再由醋酸铅晶体制备纳米PbO、PbS的方法。

背景技术

一维半导体纳米材料优异的光学、电学及力学性能特性，使其在纳米晶体管、传感器、光电器件等方面得到广泛研究与应用，尤其在纳米电子集成电路中具有较大的发展前途。作为IV-VI族半导体的重要一员，纳米PbO可用于制造燃速催化剂、化学电源的活性物质、高折射率的光学玻璃、精密机床的平面研磨机一级医用原料等，用途广泛。而硫化铅由于具有较小的能带间隙和较大的激子半径，纳米PbS能带从近红外蓝移到可见光区，呈现奇特的光学和电学性质，因而在非线性光学装置、红外探测器和太阳能接收器应用方面得到广泛研究。

铅酸蓄电池以其高性价比、自放电小、运行安全可靠等诸多优点而被广泛应用于汽车、通讯、电力、交通、储能等领域。蓄电池使用一段时间后需要更新，现在每年产生的废旧铅酸蓄电池约5000－6000万只，重量约30万吨。如不进行妥善处理，不仅造成极大的环境隐患，更将引起铅资源的巨大浪费。铅酸蓄电池拆解、破碎、分离后，得到外壳、隔板和连接物、电解液、板栅、铅膏。铅膏中主要成分为PbSO₄、PbO₂、PbO、Pb等含铅化合物，目前多采用火法冶炼或湿法冶金提炼其中的金属铅。中国专利200880001666.1提出利用铅膏制备纳米PbO₂和Pb₃O₄的方法，目前尚未见有使用铅膏制备纳米PbO和PbS的相关报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种由废铅酸蓄电池铅膏制备铅化物的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种由废铅酸蓄电池铅膏制备纳米铅化物的方法，其包括以下步骤：将铅膏、醋酸钠、醋酸与H₂O₂按质量比1:（10－12）:（25－35）:1混合后，用去离子水稀释（水的用量以1g铅膏添加200－300ml水为宜），然后于20－30℃搅拌反应6－10h，反应结束后固液分离，调节溶液pH至7.1－7.3，静置1－2h，过滤，得到醋酸铅晶体。H₂O₂一般选用质量浓度30%左右的H₂O₂水溶液。

将醋酸铅晶体于250－350℃煅烧2－3h，则得到纳米PbO粉末。

将醋酸铅晶体、硫源与表面活性剂按物质的量比1:（1.5－2）:（1－3）混合，然后加入液体介质，混匀后，置于反应釜内于120－130℃（升温速率以5－10℃/min为宜）保温10－15h，自然冷却至室温，固液分离，所得黑色沉淀经水洗、乙醇洗涤各3－6次后得到纳米PbS产品；所述液体介质为水、或水与醇的混合物（水与醇以体积1:1混合为宜），投料比以每1mmol醋酸铅晶体添加40－70ml液体介质计。

具体的，所述醇为乙醇、甘三醇、正丙醇、正丁醇、异辛醇或聚乙二醇等。

所述硫源为硫脲、硫化钠或硫代乙酰胺等。

所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺基甜菜碱、OP和双聚异丁烯丁二酰亚胺中的一种或两种以上。

和现有技术相比，本发明方法的有益效果：

利用废旧铅酸蓄电池的铅膏制作醋酸铅及纳米PbO和PbS，不仅提供了一种可用于制作纳米PbO和PbS的原料与方法，更有利于缓解大量废旧铅酸蓄电池可能引发的环境危害，实现铅资源回收过程的高效率与低污染。

附图说明

图1为实施例1所得醋酸铅晶体的¹H NMR谱图；

图2为实施例1所得醋酸铅晶体的SEM谱图；

图3为实施例1所得纳米PbO的X射线衍射图；

图4为实施例1所得纳米PbS的X射线衍射图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明保护范围不限于此。

实施例1

一种由废铅酸蓄电池铅膏制备纳米铅化物的方法，具体如下：