本发明涉及利用含锌废水制备zno纳米材料的方法。
背景技术：
锌在环境中大量存在，是目前应用最广泛的金属之一。含锌废水主要来源于工业生产和采矿，过量含锌物质的存在会影响生物体的正常生理代谢，因此对含锌废水的处理和回收一直是国内外科研工作者的研究重点之一。常见的含锌废水处理方法有电解法、反渗透法、离子交换法、生物法、吸附法、化学沉淀法等。
zno是一种宽禁带半导体材料，纳米zno的粒径介于1-100nm之间，它热稳定性好，结构多样且易于合成，不溶于水、苯和醇等有机溶剂而且无臭无味、无毒和无污染，在光、电、磁、敏感等方面具有特殊性能，近年来受到广泛的好评。纳米zno目前被广泛的应用在光电化学传感器、光催化、太阳能电池、发光二极管、材料改性和量子点等众多领域，涉及到化工生产、医药、新材料制备、生物、光伏、食品、电子产品等各方面。
当前，纳米zno已经被广泛研究与应用，直接沉淀法是制备纳米zno广泛采用的一种方法，其原理是在一种或多种的可溶性盐溶液中加入沉淀剂生成沉淀，待沉淀从溶液析出以后，再将阴离子除去，然后沉淀经过加热分解得到纳米zno。常用的沉淀剂一般是碱性的溶剂，如氨水(nh3·h2o)，氢氧化钠(naoh)和尿素(co(nh2)2)等。
技术实现要素：
本发明提供了一种利用含锌废水制备纳米氧化锌的新方法，以解决现有技术中含锌废水处理难度大，锌资源回收再利用成本偏高的问题。
本发明的技术方案如下：
一种利用含锌废水制备zno纳米材料的方法，包括如下步骤：
(1)将含锌废水与碱性废水混合，加入月桂醇硫酸钠，调节混合液ph＝5-8，搅拌反应，体系中生成白色絮状zn(oh)2沉淀，充分反应至不再产生沉淀为止；
所述含锌废水来源于热镀锌工艺后的处理过程；热镀锌后为了提高工件表面抗大气腐蚀性能，保持锌层具有良好的外观，都要用钝化液进行钝化处理，钝化后还需要用水冷却，从而产生大量含锌废水；
所述碱性废水来源于造纸厂化学热磨机械制浆生产过程；化学机械制浆过程采用的是碱性制浆工艺，在对制浆备料的蒸煮过程中会产生天然存在于木材中的树脂酸、不饱和脂肪酸和各种有机氯化物等有毒物质，另外，废水中还包含用于分解和提取木质素的氢氧化钠和硫酸钠水溶液；
所述含锌废水与碱性废水的体积比为1：2；
所述月桂醇硫酸钠添加后，其在混合液中的浓度为0.001-0.006mol/l；
ph的调节使用片状naoh；
(2)通过压滤机将步骤(1)中得到的zn(oh)2沉淀分离出来，然后在150-300℃下烘烤8-24h，使得zn(oh)2沉淀分解，得到zno粗产物；
(3)将步骤(2)所得zno粗产物洗涤(依次用去离子水、无水乙醇洗涤)，烘干后，研磨至粒径范围在20-50nm，再经过洗涤(依次用去离子水、无水乙醇洗涤)，烘干后，即得所述zno纳米材料；
所述研磨可在智能纳米砂磨机中进行，研磨时间2-8h；
所述烘干的温度为120℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的新方法能综合处置并利用含锌废水和造纸厂碱性废水，有效的回收废水中的锌资源，实现资源的回收利用，并且降低了zno材料的生产成本。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可以由本说明书所描述的内容轻易了解本发明的其他优点和有益效果。显然，下面所说明的实施例只是本发明技术的部分实施例，凡是在本发明基础上做的修改或改进，如果对本领域普通技术人员来说是显而易见的，都属于本发明所保护的技术范围。
以下各实施例采用的原料如下：
含锌废水：酸性含锌废水ph值为1.0-2.0，锌离子含量为265.7mg/l，氯离子含量为112.3mg/l，来源于热镀锌工艺后的处理过程。
造纸厂无色碱性废水：无色碱性废水的ph值为7.8-9.2，该废水中含有na+离子和co32-离子，cod(化学耗氧量)值为7521mg/l，bod(生化需氧量)值为3000mg/l，tss(总悬浮固体)值为350mg/l，来源于化学热磨机械制浆生产过程。
实施例1
将100ml含锌酸性废水与200ml造纸厂碱性废水均匀混合并加入0.006mol/l的月桂醇硫酸钠，调节ph值到5.0，在圆底烧瓶内搅拌反应2h之后得到白色絮状zn(oh)2沉淀；
通过压滤机将zn(oh)2沉淀分离，然后在200℃下烘烤12个小时，使得zn(oh)2沉淀完全分解，得到zno粗产物；
将zno粗产物依次用水和乙醇洗涤，烘干后，放入智能纳米砂磨机(smartmillnano纳米磨砂机，上海琥崧智能科技股份有限公司)研磨6个小时，得到粒径范围在30-50nm内的zno纳米材料；
将所得zno纳米材料用去离水洗涤后再用无水乙醇洗涤6次，减压过滤后将产物在120℃下烘干，从而获得纯净的zno纳米材料。
实施例2
将100ml含锌酸性废水与200ml造纸厂碱性废水均匀混合并加入0.001mol/l的月桂醇硫酸钠，调节ph值到8.0，在圆底烧瓶内常温搅拌反应2h之后得到白色絮状zn(oh)2沉淀；
通过压滤机将zn(oh)2沉淀分离，然后在150℃下烘烤24个小时，使得zn(oh)2沉淀分解，得到zno粗产物；
将zno粗产物依次用水和乙醇洗涤，烘干后，放入智能纳米砂磨机研磨8个小时，得到粒径范围在30-50nm内的zno纳米材料；
将所得zno纳米材料用去离水洗涤3次后再用无水乙醇洗涤3次，减压过滤后将产物在120℃下烘干，从而获得纯净的zno纳米材料。
实施例3
将100ml含锌酸性废水与200ml造纸厂碱性废水均匀混合并加入0.001mol/l的月桂醇硫酸钠，调节ph值到7.0，在圆底烧瓶内常温搅拌反应2h之后得到白色絮状zn(oh)2沉淀；
通过压滤机将zn(oh)2沉淀分离，然后在300℃下烘烤8个小时，使得zn(oh)2沉淀分解，得到zno粗产物；
将zno粗产物依次用水和乙醇洗涤，烘干后，放入智能纳米砂磨机研磨2个小时，得到粒径范围在30-50nm内的zno纳米材料；
将所得zno纳米材料用去离水洗涤5次后再用无水乙醇洗涤4次，减压过滤后将产物在120℃下烘干，从而获得纯净的zno纳米材料。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和修改。凡是在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种利用含锌废水制备zno纳米材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将含锌废水与碱性废水混合，加入月桂醇硫酸钠，调节混合液ph＝5-8，搅拌反应，体系中生成白色絮状zn(oh)2沉淀，充分反应至不再产生沉淀为止；
(2)通过压滤机将步骤(1)中得到的zn(oh)2沉淀分离出来，然后在150-300℃下烘烤8-24h，使得zn(oh)2沉淀分解，得到zno粗产物；
(3)将步骤(2)所得zno粗产物洗涤，烘干后，研磨至粒径范围在20-50nm，再经过洗涤，烘干后，即得所述zno纳米材料。
2.如权利要求1所述利用含锌废水制备zno纳米材料的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含锌废水来源于热镀锌工艺后的处理过程；所述碱性废水来源于造纸厂化学热磨机械制浆生产过程。
3.如权利要求1所述利用含锌废水制备zno纳米材料的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含锌废水与碱性废水的体积比为1：2。
4.如权利要求1所述利用含锌废水制备zno纳米材料的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述月桂醇硫酸钠添加后，其在混合液中的浓度为0.001-0.006mol/l。
5.如权利要求1所述利用含锌废水制备zno纳米材料的方法，其特征在于，步骤(1)中，ph的调节使用片状naoh。