[发明专利]一种从重金属废水制备纳米粒子的方法

说明书

本发明属于环保与资源回收技术领域，公开了一种从重金属废水制备纳米粒子的方法。往重金属废水中加入络合剂和相转移剂搅拌混合均匀，然后加碱调节pH至碱性，所得混合溶液升温至100～230℃进行溶剂热反应，反应完成后冷却至室温，得到明显分层且下层是净化水、上层是含纳米粒子和络合剂的相转移溶液；下层分离得到净化水，上层含纳米粒子和络合剂的相转移溶液经离心分离得到含络合剂的相转移溶剂和纳米粒子。本发明方法在高效资源化净化重金属废水的同时，可以回收重金属纳米粒子，不仅减少了废水处理成本，且增加了企业的附加产物的经济效益。具有显著的应用价值。

技术领域

本发明属于环保与资源回收技术领域，具体涉及一种从重金属废水制备纳米粒子的方法。

背景技术

通常我们将由重金属及其化合物对环境造成的污染称之为重金属污染。近年来，随着开采煤矿、熔炼等工业的迅速发展，排放出的工业重金属废料也在爆发式的累加。工业重金属废料如不妥善处理将对自然环境和人类生活造成严重的影响。特别是重金属废水如果没有通过有效合理的方式进行处理，直接进行排放，废水中的重金属将会通过地下水循环和吸附于土壤中，给人类的饮用水和农作物造成严重污染。另一方面，重金属属于不可再生资源，其大量排放造成了不可再生资源的浪费和流失。综上，重工企业排放的重金属废水的净化和重金属离子的回收利用成为当今社会热切关注且亟待解决的环境、经济和能源问题之一。

近年来，人们都在探索和挖掘更加环保和经济的方法来处理含重金属废水。目前主要对重金属废水的处理方法为化学沉淀、离子交换、吸附和絮凝等。其中化学沉淀法虽然处理方式简单，但在处理过程中会产生大量电镀污泥，会对自然环境和人类健康造成严重的二次污染。增加了对电镀污泥的处理工艺，提高了处理废水的经济成本。离子交换、吸附和絮凝这些方法存在着离子交换剂易氧化、吸附剂和絮凝剂成本高的缺陷，增加了对重金属废水处理的经济成本和难度。专利CN103693789A公开了一种重金属废水中重金属的资源化回收方法，通过向重金属废水中加入络合剂、还原剂，然后用碱性溶液调节废水的pH值，加热进行充分反应，冷却至室温，分离得到产物。该方法既可有效去除废水中的重金属，同时可制备金属氧化物或金属单质纳米微粒。但该方法需要使用消耗型的还原剂和与处理体系相适应的络合剂，虽然可有效去除废水中的重金属并回收得到金属氧化物或金属单质纳米微粒，但其还原剂反应后的产物及络合剂仍留在处理后的水中，分离回收难度较大，造成水中COD含量的增加无法达到净化水的标准，且显著增加了处理成本。专利CN105347547A公开了一种重金属废水的处理方法，对上一份专利存在的问题提出了解决方案，即先利用重金属吸附剂将重金属富集，将络合还原反应分离出重金属沉淀后的液体进一步经过活化的CD-180大孔吸附树脂，流出液经过D113阳离子交换树脂。使得回收重金属之后的液体能够达到污水排放标准。但该方法显著增加了处理工序及处理成本。

纳米材料有着较小尺寸且暴露大量活性位点等优点，目前广泛用于医疗、能源和环境领域。将重金属废水中的重金属在回收处理过程中，直接制备出高价值的纳米金属粒子，不仅降低了重金属废水对环境和人类的危害，且能产生高的经济效益。因此，亟需寻求一种不仅能从重金属废水中制备高价值的纳米金属粒子且能净化废水的简单高效方法。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种从重金属废水制备纳米粒子的方法。本发明方法可资源化回收利用重金属废水中的重金属且可同时净化重金属废水。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种从重金属废水制备纳米粒子的方法，包括如下步骤：

往重金属废水中加入络合剂和相转移剂搅拌混合均匀，然后加碱调节pH至碱性，所得混合溶液升温至100～230℃进行溶剂热反应，反应完成后冷却至室温，得到明显分层且下层是净化水、上层是含纳米粒子和络合剂的相转移溶液；下层分离得到净化水，上层含纳米粒子和络合剂的相转移溶液经离心分离得到含络合剂的相转移溶剂和纳米粒子。

进一步地，所述重金属废水中重金属的含量60～5000mg/L。