[发明专利]一种牡蛎壳粉氧化铜纳米复合材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种牡蛎壳粉氧化铜纳米复合材料的制备方法如下:一、牡蛎壳粉的前处理：将废弃的牡蛎壳用稀盐酸浸泡一定时间，酸洗去除表面有机和无机杂质，用蒸馏水洗净后放入烘箱干燥，粉碎后过80‑300目筛子，得到牡蛎壳粉；二、纳米复合材料的制备：将上述牡蛎壳粉置于浓度为0.01‑1.00 mol• L‑1硝酸铜溶液中，搅拌浸泡3‑24 h后，过滤干燥，800—1100℃下煅烧2‑10 h，得到牡蛎壳粉氧化铜纳米复合材料；将制备的牡蛎壳粉氧化铜纳米复合材料用于染料废水的处理，本发明牡蛎壳粉氧化铜纳米复合材料的制备方法简单、稳定、可靠、易于操作，用于染料废水的处理具有很好的吸附有机染料的性能。

技术领域

本发明涉及一种牡蛎壳粉氧化铜纳米复合材料的制备方法及其在处理水中有机染料的应用。

背景技术

染料废水有以下几个方面特点：一、色度高。染料废水中含有各种染料，使得其色度很高，即使染料浓度很低，也可使废水产生明显的颜色，故而染料废水的脱色是废水处理的一个重要指标。二、化学需氧量( COD) 高，有机物含量高，可生化性差，使得处理难度增加。三、染料在生产和应用过程中可能会用到大量的酸或碱，从而使废水的酸碱度变化较大。四、大多数染料的化学性质稳定，结构复杂，对人和其他生物具有致癌、致畸、致突变的三致作用，生物毒性较大。由于染料的用途广泛，释放到环境中的染料及染料中间体已对环境造成了非常严重的污染，治理难度非常大。

目前，吸附法是处理染料废水方法中应用最为广泛的一种方法，工业上常用的吸附剂有活性炭、活性硅藻土、粉煤灰等。

牡蛎壳以碳酸钙和少量有机物为主，经过高温煅烧后有机物挥发从而形成多孔结构，它对有机物表现出一定的吸附能力。但是这种吸附作用主要来自Ca(II)对有机物含N或O等基团的静电吸附，吸附能力较弱，限制了其在废水的处理等方面的应用。因此，对其进行性能改善，提高其吸附性能具有重要的意义和应用价值。

通过加入过渡金属，不仅可以改变氧化钙的形貌，而且可以形成金属氧化物复合材料，改变材料对有机物的结合能力，从而提高材料对有机物的吸附性能，可以作为一种比较较优良的吸附剂用于染料废水的处理剂。

2011年以来，据中国渔业统计年鉴统计，我国贝类养殖产量占海水养殖总产量近80％，而贝类养殖中又以牡蛎养殖为主，因此牡蛎养殖产量非常大。其中，牡蛎壳的质量占到了牡蛎本身总质量的75％左右，可见牡蛎贝壳的来源极为广泛和丰富。利用牡蛎壳来制备复合纳米材料，可以环境友好地利用我国庞大的贝壳资源，变废为宝。

发明内容

本发明目的是提供一种应用于染料废水的处理的纳米复合材料—蛎壳粉氧化铜纳米复合材料，该材料的制备方法简单、稳定、可靠、易于操作。

一种牡蛎壳粉氧化铜纳米复合材料的制备方法如下:

一、牡蛎壳粉的前处理：

将废弃的牡蛎壳用稀盐酸浸泡一定时间，酸洗去除表面有机和无机杂质，用蒸馏水洗净后放入烘箱干燥，粉碎后过80-300目筛子，得到牡蛎壳粉。

二、牡蛎壳粉氧化铜纳米复合材料的制备：

将上述牡蛎壳粉置于浓度为0.01-1.00 mol· L-1硝酸铜溶液中，搅拌浸泡3-24 h后，过滤干燥，800—1100℃下煅烧2-10 h，得到牡蛎壳粉氧化铜纳米复合材料。

将制备的牡蛎壳粉氧化铜纳米复合材料用于染料废水的处理，具有很好的吸附有机染料的性能。

本发明有益效果：

(1)将牡蛎壳先粉碎过筛制备的牡蛎壳粉，具有更大的比表面积，再搅拌浸泡在一定浓度的硝酸铜溶液中，牡蛎壳粉表面可以更有效吸附溶液中的铜离子。

(2)通过选择适当硝酸铜溶液的浓度和贝壳粉与硝酸铜溶液的比例，可以控制牡蛎壳粉吸附铜离子的多少，得到Cu、Ca两种氧化物不同比例纳米复合材料。