[发明专利]一种利用废旧碱性电池制备复合纳米磁性光催化剂的方法

权利要求书

1.一种利用废旧碱性电池制备复合纳米磁性光催化剂的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将废旧碱性电池的正极和负极电池材料进行分拆，再将正极和负极电池材料分别进行机械破碎，并进行筛分，得到正极电极粉末和负极电极粉末；

步骤2，配制生物浸提溶液，并进行菌株培养；

在溶剂为蒸馏水，溶质为：2.0g/L～4.0g/L(NH₄)₂SO₄、2.0g/L～3.0g/LK₂HPO₄、1.0g/L～3.0g/LMgSO₄·7H₂O、0.3g/L～0.5g/LCaCl₂、1.0g/L～3.0g/LKCl、30g/L～50g/LFeSO₄·7H₂O、10g/L～20g/LS中加入氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌的混合菌液，配制成生物浸提溶液，用加热棒控制生物浸提溶液的温度为25℃～35℃，再用气泵连续充气曝气，培育3天～5天，在培育过程中补充所蒸发掉的水分，监测浸提溶液的pH值及菌株密度，当pH值降为1.0～2.0且菌株密度达到2×10⁸个/mL～2×10¹⁰个/mL时，培养结束；

步骤3，将步骤1得到的负极电极粉末加入到经步骤2处理的生物浸提培养溶液中进行生物浸提，每12h进行一次取样对生物浸提溶液中的锰离子、锌离子和铁离子的浓度进行监测，浸提结束后，再根据监测的浓度，向生物浸提溶液中添加锌离子、锰离子或铁离子中的一种或几种进行离子浓度调整，得到制备Mn_xZn_1-xFe₂O₄的准备液A；

步骤4，将步骤3得到的制备Mn_xZn_1-xFe₂O₄的准备液A以10℃/min的升温速率升温至45℃～55℃，并加入NaOH溶液调节pH值，得到混合液B；

步骤5，将步骤4得到的混合液B进行加热处理、连续搅拌，待混合液B呈黑色稠糊状，停止搅拌，将混合液B移至水热高压釜中进行热水合成反应，得到半成品液C，将半成品液C依次经离心、洗涤、烘干及研磨处理，得到Mn_xZn_1-xFe₂O₄铁氧体固体粉末前驱体D；

步骤6，将步骤1中得到正极电极粉末加入到盐酸中进行化学浸提2h，浸提结束后监测锌离子和锰离子的浓度，再根据监测的浓度，向浸提溶液中添加锌离子或锰离子进行离子浓度调整，得到Zn_0.9Mn_0.1O液体前驱体E；

步骤7，称取一定量步骤5中得到的Mn_xZn_1-xFe₂O₄铁氧体固体粉末前驱体D置于容器中，并加入若干蒸馏水，再放入超声波仪器中进行超声处理，得到分散液F，向分散液F中滴加步骤6得到的Zn_0.9Mn_0.1O液体前驱体E，搅拌，得到混合液G，向混合液G中逐滴加入氨水调节混合液G的pH值，再搅拌进行共沉淀反应，静置，得到黑色沉淀物，将黑色沉淀物依次经离心、洗涤处理后，将其置于烘箱中烘干，得到Mn_xZn_1-xFe₂O₄@Zn_0.9Mn_0.1O纳米磁性光催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种利用废旧碱性电池制备复合纳米磁性光催化剂的方法，其特征在于，所述的步骤1中正极电极粉末和负极电极粉末的粒径小于200μm。

3.根据权利要求1所述的一种利用废旧碱性电池制备复合纳米磁性光催化剂的方法，其特征在于，氧化硫硫杆菌与氧化亚铁硫杆菌的体积比为1:1，混合菌液与蒸馏水的体积比1:9。