[发明专利]硫酸钡纳米粒子及其聚集体在吸附CrO42-中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫酸钡纳米粒子及其聚集体在吸附CrO₄^2-中的应用。

背景技术

硫酸钡(BaSO₄)，俗称重晶石，传统上认为是典型的惰性物质，常用作催化剂载体、医疗用显影剂、高分子材料和颜料中的填充剂和添加剂、光学器件的反光涂层等。此外，20世纪20年代，其曾被用于放射性Ra²⁺的吸附；但由于吸附极其微量，只有5×10^-5mg/g，而未能广泛使用。最近，有文献报道，用负载了十二烷基苯磺酸钠的多孔BaSO₄从污水中吸附阳离子染料和持续性有机污染物(Lin，J.；Gao，H.W.，J.Mater.Chem.2009，19，3598.)。在此，BaSO₄还是因为其惰性而被用作吸附剂载体。众所周知，纳米材料的性质与相应块体材料显著不同(Burda，C.；Chen，X.B.；Narayanan，R.；El-Sayed，M.A.，Chem.Rev.2005，105，1025.)。目前，对纳米BaSO₄的研究主要集中在晶体生长方面(例如，形貌调控、生长机理和介晶形成)(Colfen，H.；Antonietti，M.，Angew.Chem.-Int.Edit.2005，44，5576.)。块体BaSO₄是惰性的，纳米BaSO₄是否具有化学反应活性，还未见相关报道。

铬是一种重要的过渡金属元素，在电镀、皮革鞣制、颜料等工业中有着广泛的应用，但也同时造成了严重的污染。铬主要有Cr(III)和Cr(VI)两种价态。在上壤和天然水体中，Cr(III)通常以氢氧化物的方式沉淀出来，不易扩散，危害相对较小；Cr(VI)主要以CrO₄^2-形式存在，由于其氧化性很弱，可在环境中长期稳定存在，并随水进行扩散，对人体和动植物的危害极大(Venditti，F.；Cuomo，F.；Ceglie，A.；Ambrosone，L.；Lopez，F.，J.Hazard.Mater.2010，173，552.)。另外，在铬矿的开采、提炼中，也会遇到大量CrO₄^2-分离、纯化问题。目前，对CrO₄^2-的去除主要采用离子交换吸附、沉淀和反渗透等方法。其中，以离子交换吸附最为经济、方便，无二次污染。目前，以各种阴离子交换树脂最为常用。但由于其离子交换无选择性，而受到盐度与杂质阴离子的严重干扰(Zhang，Y.W.；Xu，L.；Zhao，L.；Peng，J.；Li，C.C.；Li，J.Q.；Zhai，M.L.，Carbohydr.Polym.2012，88，931.)，有待新型离子交换材料的研发。

发明内容

本发明的目的是提供一种硫酸钡纳米粒子及其聚集体的新用途。

本发明所提供的硫酸钡纳米粒子及其聚集体的新用途是它们在吸附CrO₄^2-中的应用。

利用硫酸钡纳米粒子及其聚集体吸附CrO₄^2-的特性，在与CrO₄^2-分离、提取等相关领域中的应用均属于本发明的保护范围。如将硫酸钡纳米粒子及其聚集体用于含CrO₄^2-废水中CrO₄^2-的提取和铬矿、铬矿尾矿、铬矿渣中铬的湿法提取。

其中，铬矿、铬矿尾矿、铬矿渣中铬的湿法提取具体如下：采用水溶液对焙烧过的铬矿、铬矿尾矿、铬矿渣进行浸提，CrO₄^2-进入水溶液中；将CrO₄^2-与杂质离子分离后，即可通过电解等方法得到金属铬，或用于制备铬酸盐。

本发明所述的硫酸钡纳米粒子，其粒径可为1-500nm。该硫酸钡纳米粒子可通过商业途径获得或按照文献的方法制备得到，如参考文献：Bala，H.；Fu，W.；Zhao，J.；Ding，X.；Jiang，Y.；Yu，K.；Wang，Z.ColloidsandSurfacesA，2005，252，129.

本发明所述的硫酸钡纳米粒子聚集体是指由硫酸钡纳米粒子聚集成的不同形貌的硫酸钡微粒。

所述硫酸钡纳米粒子聚集体具体包括硫酸钡中孔微球等。