[发明专利]一种多层状碱式碳酸锌微晶的制备方法及应用

说明书

一种多层状碱式碳酸锌微晶的制备方法及应用，涉及水体重金属离子吸附剂制备技术领域。向反应容器加入5mL的壳聚糖‑丙酸胶体溶液、50mL Na₂CO₃水溶液、50mL ZnCl₂水溶液以及2mL的N‑氨乙基‑γ‑氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌混合均匀；将预处理后的反应液转移至水热反应釜中，于165℃下反应16h，然后冷却至室温，反应产物取出后经过洗涤、烘干。单个Zn₅(OH)₆(CO₃)₂微晶是由若干纳米片组装而成的，CS辅助得到的碳酸锌微晶热稳定性较高，多层状ZCHO微晶去除水体中的Cu²规律符合Freundlich模型。

技术领域

本发明涉及水体重金属离子吸附剂制备技术领域，具体是涉及一种多层状碱式碳酸锌微晶的制备方法及应用。

背景技术

众所周知，由Pb²⁺、Cu²⁺、Co²⁺和Cd²⁺等重金属引起的水污染已成为阻碍构建环境友好型社会的绊脚石。原因是这些污染通常会对人类的健康及生态系统产生各种负面影响。在这些重金属离子中，由于Cu²⁺可以通过食物链在人体器官中积累而被认为是最危险的重金属离子之一。因此，有效去除水体中Cu²⁺引起了更为广泛的关注。化学沉淀，离子交换，膜分离及电凝聚和吸附等不同技术在去除排放废水中的重金属离子方面已得到较广泛的应用。然而，这些技术也有一定的局限性，比如，化学沉淀技术会产生有毒的工业副产物，离子交换技术价格昂贵。已经报道的脱除技术里面，吸附技术则具有可靠性、经济性、灵活性、反应速度快和容易操作等优点。截止目前，已有许多新型吸附剂，如纳米材料、离子印迹材料、介孔材料、碳纳米管和磁性纳米离子等，已用于去除重金属离子领域中。由于这些微米级或纳米级材料具有优良的物理、化学、生物性能及强稳定性，它们能有效大容量吸附重金属离子，正作为一些新型吸附剂得到广泛的关注。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种以壳聚糖(CS)为模板，采用低温水热法成功获得了多层状碱式碳酸锌(ZCHO)微晶。同时，研究了其去除水体中Cu²⁺性能，讨论了其脱除Cu²⁺的可能机理。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种多层状碱式碳酸锌微晶的制备方法，步骤如下：

1)、壳聚糖-丙酸胶体溶液的制备

将0.1g的壳聚糖加入至100mL重量百分比为10％的丙酸水溶液中，搅拌溶解后得到壳聚糖-丙酸胶体溶液；

2)、反应液预处理

向反应容器加入5mL的壳聚糖-丙酸胶体溶液、50mL浓度为0.5mol/L的Na₂CO₃水溶液、50mL浓度为0.1mol/L的ZnCl₂水溶液以及2mL的N-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌混合均匀；

3)、水热反应

将预处理后的反应液转移至水热反应釜中，于165℃下反应16h，然后冷却至室温，反应产物取出后经过洗涤、烘干得到多层状碱式碳酸锌微晶。

作为本发明的制备方法的优选技术方案，步骤1)中搅拌溶解处理于35℃下进行，步骤2)中搅拌混合均处理于40℃下进行，步骤3)中反应产物取出后利用去离子水和无水乙醇交替洗涤，然后于60℃下烘干得到多层状碱式碳酸锌微晶。

与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：