[发明专利]一种提高纳米零价锌催化活性的方法

说明书

技术领域

本发明属于新型改性催化剂的应用技术领域，具体来说，本发明涉及一种提高纳米零价锌催化活性的方法，可用于对高浓度高污染的有机污染物进行催化降解。

背景技术

我国各大小河川总长42万公里，湖泊7.56万平方公里，水资源总量共计28000亿立方米。但由于我国庞大的人口基数，人均淡水量仅为2300立方米，占世界人均拥有量的1/4，居121位，是世界13个贫水国之一。为数不多的水资源在我国工业化进程中仍遭到严重的污染，调查显示，全国目前82%的江河湖泊均遭到不同程度的污染，由此造成的经济损失高达377亿元。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》己将研究有毒有害有机物与难降解有机污染物的控制技术列为控制与治理水体污染物的研发重点，污水处理方面的创新应用技术对推进国民经济可持续发展和保护自然环境方面都具有极其重要的意义。

在有机废水污染中，印染行业是其中一个主要方面。印染废水来源广泛，包括造纸、印染、纺织、皮革、化妆品等行业。由于染料废水成分复杂、色度高、COD含量高，并日益趋向水体抗氧化，有机污染物难于降解的方面发展，因此探索新型改性催化剂对处理现阶段水体污染显得尤为关键。

零价金属还原治理有机污染物是近几十年发展起来的一门新技术，因其工艺简单，在催化降解有机污染物方面具有效率高、耗能低、节能环保无污染等优点而被广泛研究与应用。目前国内外研究的主要对象为纳米零价铁，关于纳米零价锌催化降解有机污染物方面的研究也有相关报道，锌由于氧化还原电位比铁更低易保存而被认为是还原污染物的最佳金属。但普通零价锌的催化活性有限，因此对高浓度高污染的有机污染物催化降解程度也受到了一定限制。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中零价锌的催化活性低的缺陷，提供一种提高纳米零价锌催化活性的方法，由该方法所制得的纳米零价锌的催化活性增强，从而能够明显提高对高浓度高污染的有机污染物的降解率，且该方法工艺简单，具有催化效率高、能耗低、环保无污染的优点。

本发明技术方案是这样实现的：

一种提高纳米零价锌催化活性的方法，该方法是将锌粉放入滚压振动磨进行研磨3-15小时，研磨过程中每间隔1-2小时停机0.5-1小时进行应力释放，得到纳米零价锌，所述纳米零价锌的晶粒尺寸介于10nm至200 nm之间，微观残余应力大小介于-0.628×10^-3至2.120×10^-3之间，其中正值表示张应力，负值表示压应力。

其中，优选地，所述研磨过程中每间隔2小时停机0.5-1小时进行应力释放。

优选地，所述研磨过程中每间隔1小时停机0.5-1小时进行应力释放。

优选地，所述研磨过程中每间隔2小时停机0.5小时进行应力释放。

机械力活化过程不单纯是传统意义上的细化过程，而是在活化过程中伴有能量转化的机械力化学过程，机械力化学变化赋予零价锌许多新的独特性能，如小尺寸效应、表面和界面效应、宏观量子隧道效应等。机械能可以诱导锌的晶格产生晶格畸变，而机械力作用时间越久，由晶格畸变产生的晶格缺陷越多，其活化性能越强。除此之外经机械力活化作用所得到纳米尺度的纳米零价锌具有纳米材料所特有的表面和界面效应，增强了零价锌的表面活性，进一步提高了其催化性能。

本发明所提出的一种提高纳米零价锌催化活性的方法，采用以不同时间机械力激发下的零价锌经应力释放后制得的纳米零价锌，在机械力活化的过程中每间隔1-2小时停机0.5-1小时进行应力释放，进一步提高纳米零价锌的活性。使得根据本方法制备的纳米零价锌的催化活性有了很大的增强，从而可以作为一种高效、绿色环保的催化剂有效降解废水中的有机污染物质；同时本制备工艺简单，使其便于投入大批量的实际生产中，这也为处理印染工业所产生的大量的高浓度高污染的有机污染物废水提供了一个更为实际、高效的方法；对保护自然环境和我国珍贵的淡水资源均具有积极的作用。

附图说明

图1为由本发明方法所制得的不同时间机械力激发下的纳米零价锌与普通零价锌的XRD衍射对比图；

图2为由本发明方法所制得的不同时间机械力激发下的纳米零价锌的降解亚甲基蓝效率与普通零价锌的降解亚甲基蓝效率对比图。

具体实施方式