一种由废铅酸蓄电池铅膏制备纳米铅化物的方法技术

本发明专利技术涉及一种由废铅酸蓄电池铅膏制备纳米铅化物的方法，包括以下步骤：①将铅膏、醋酸钠、醋酸与H2O2按比例混合后，用去离子水稀释，然后于20－30℃搅拌反应6－10h，反应结束后固液分离，调节溶液pH至7.1－7.3，静置1－2h，过滤，得到醋酸铅晶体。②取醋酸铅晶体于250－350℃煅烧2－3h，得到纳米PbO粉末。③将醋酸铅晶体、硫源与表面活性剂按比例混合，然后加入液体介质，混匀后，置于反应釜内于120－130℃保温10－15h，自然冷却至室温，固液分离，所得黑色沉淀经水洗、乙醇洗涤后得到纳米PbS产品。该方法不仅提供了一种可用于制作纳米铅化物的原料与方法，更有利于缓解大量废旧铅酸蓄电池可能引发的环境危害，实现铅资源回收过程的高效率与低污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米铅化物制备
，具体涉及一种由废铅酸蓄电池铅膏制备醋酸铅，再由醋酸铅晶体制备纳米PbO、PbS的方法。
技术介绍
一维半导体纳米材料优异的光学、电学及力学性能特性，使其在纳米晶体管、传感器、光电器件等方面得到广泛研究与应用，尤其在纳米电子集成电路中具有较大的发展前途。作为IV-VI族半导体的重要一员，纳米PbO可用于制造燃速催化剂、化学电源的活性物质、高折射率的光学玻璃、精密机床的平面研磨机一级医用原料等，用途广泛。而硫化铅由于具有较小的能带间隙和较大的激子半径，纳米PbS能带从近红外蓝移到可见光区，呈现奇特的光学和电学性质，因而在非线性光学装置、红外探测器和太阳能接收器应用方面得到广泛研究。铅酸蓄电池以其高性价比、自放电小、运行安全可靠等诸多优点而被广泛应用于汽车、通讯、电力、交通、储能等领域。蓄电池使用一段时间后需要更新，现在每年产生的废旧铅酸蓄电池约5000 - 6000万只，重量约30万吨。如不进行妥善处理，不仅造成极大的环境隐患，更将引起铅资源的巨大浪费。铅酸蓄电池拆解、破碎、分离后，得到外壳、隔板和连接物、电解液、板栅、铅膏。铅膏中主要成分为PbS04、Pb02、Pb0、Pb等含铅化合物，目前多采用火法冶炼或湿法冶金提炼其中的金属铅。中国专利200880001666. I提出利用铅膏制备纳米PbO2和Pb3O4的方法，目前尚未见有使用铅膏制备纳米PbO和PbS的相关报道。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种由废铅酸蓄电池铅膏制备铅化物的方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案 ，其包括以下步骤将铅膏、醋酸钠、醋酸与H2O2按质量比I: (10 — 12): (25 — 35) : I混合后,用去尚子水稀释(水的用量以Ig铅膏添加200 - 300ml水为宜)，然后于20 — 30°C搅拌反应6 — 10h，反应结束后固液分离，调节溶液PH至7. I — 7. 3，静置I 一 2h，过滤，得到醋酸铅晶体。H2O2 —般选用质量浓度30%左右的H2O2水溶液。将醋酸铅晶体于250 - 350°C煅烧2 — 3h，则得到纳米PbO粉末。将醋酸铅晶体、硫源与表面活性剂按物质的量比I: (1.5-2): (I 一 3)混合，然后加入液体介质，混匀后，置于反应釜内于120 - 1300C (升温速率以5 - IO0C /min为宜)保温10 — 15h，自然冷却至室温，固液分离，所得黑色沉淀经水洗、乙醇洗涤各3 — 6次后得到纳米PbS产品；所述液体介质为水、或水与醇的混合物(水与醇以体积1:1混合为宜)，投料比以每Immol醋酸铅晶体添加40 — 70ml液体介质计。具体的，所述醇为乙醇、甘三醇、正丙醇、正丁醇、异辛醇或聚乙二醇等。所述硫源为硫脲、硫化钠或硫代乙酰胺等。所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺基甜菜碱、OP和双聚异丁烯丁二酰亚胺中的一种或两种以上。和现有技术相比，本专利技术方法的有益效果 利用废旧铅酸蓄电池的铅膏制作醋酸铅及纳米PbO和PbS，不仅提供了一种可用于制作纳米PbO和PbS的原料与方法，更有利于缓解大量废旧铅酸蓄电池可能引发的环境危害，实现铅资源回收过程的高效率与低污染。附图说明图I为实施例I所得醋酸铅晶体的1H NMR谱 图2为实施例I所得醋酸铅晶体的SEM谱图； 图3为实施例I所得纳米PbO的X射线衍射 图4为实施例I所得纳米PbS的X射线衍射图。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术保护范围不限于此。实施例I ，具体如下 ①取Ig铅膏、IOg醋酸钠、35g醋酸与3mL质量浓度30%的H2O2水溶液混合后，用250mL去离子水稀释，然后于20°C搅拌反应6h。反应结束后过滤，调节滤液pH至7. 1，静置lh，再次过滤，得到0.95g醋酸铅晶体。1H NMR谱图(见图I)显示醋酸铅晶体纯度较高。SEM谱图测试(见图2)显示其结构为大小不一的长方体堆积而成，长方体粒径为数百纳米级。②取0. Ig反应生成的醋酸铅晶体，于250°C煅烧2h，得到0. 06g粉末状产物。产物经X射线衍射测试分析，结果见图3，由图3可看出其为PbO，且经测试分析表明产物粒径约为 150 — 250nm。③将Immol (0. 325g)醋酸铅晶体、I. 5mmol (0. 117g)硫化钠与Immol十二烧基磺基甜菜碱(约0. 35g)混合，然后加入45mL去离子水，混匀后，置于容积为50mL的聚四氟乙烯内衬反应釜内于120°C (升温速率5°C /min)保温10h，自然冷却至室温，过滤，所得黑色沉淀经水洗、乙醇洗涤各3次后得0. 13g产品；经X射线衍射测试分析(结果见图4)，表明其为PbS，且经测试得知其为纳米棒状产物，直径约为30 - 200nm。实施例2 ，具体如下 ①取I. 5g铅膏、16. 5g醋酸钠、45g醋酸与4. 5mL质量浓度30%的H2O2水溶液混合后，用370mL去离子水稀释，然后于25°C搅拌反应8h。反应结束后过滤，调节滤液pH至7. 2，静置2h，再次过滤，得到1.37g醋酸铅晶体。②取0. 2g反应生成的醋酸铅晶体，于300°C煅烧2h，得到0. Ilg粉末状纳米PbO产物，粒径约为150 - 250nm。③将I. 5mmol (0. 488g)反应生成的醋酸铅晶体、2. 7mmol (0. 203g)硫代乙酰胺与3mmol十二烧基磺酸钠(0. 864g)混合,然后加入由45mL去离子水与45mL乙醇组成的混合物，混匀后，置于容积为IOOmL的聚四氟乙烯内衬反应釜内于130°C (升温速率8°C /min)保温12h，自然冷却至室温，过滤，所得黑色沉淀经水洗、乙醇洗涤各4次后得0. 18g纳米棒状PbS产品，直径约为30 - 200nm。实施例3 ，具体如下 ①取2g铅膏、24g醋酸钠、50g醋酸与6mL质量浓度30%的H2O2水溶液混合后，用500mL去离子水稀释，然后于30°C搅拌反应10h。反应结束后过滤，调节滤液pH至7. 3，静置2h，再次过滤，得到I. 83g醋酸铅晶体。②取0. 3g反应生成的醋酸铅晶体，于350°C煅烧3h，得到0. Hg粉末状纳米PbO产物，粒径约为150 - 250nm。③将2mmol (0. 65g)反应生成的醋酸铅晶体、4mmol (0. 304g)硫脲与3mmol (I. 092g)十六烧基三甲基溴化铵、3mmol 0P-10 (约I. 5g)混合,然后加入由67mL去离子水与67mL聚乙二醇组成的混合物，混匀后，置于容积为150mL的聚四氟乙烯内衬反应釜内于130°C (升温速率10°C /min)保温15h，自然冷却至室温，过滤，所得黑色沉淀经水洗、乙醇洗涤各6次后得0. 25g纳米棒状PbS产品，直径约为30 - 200nm。权利要求1.，其特征在于，包括以下步骤 将铅骨、醋酸钠、醋酸与H2O2按质量比I: (10 — 12) : (25 — 35) : I混合后,用去尚子水稀释，然后于20 - 30°C搅拌反应6 — 10h，反应结束后固液分离，调节溶液pH至7. I 一7.3，静置I 一 2h，过滤，得到醋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由废铅酸蓄电池铅膏制备纳米铅化物的方法，其特征在于，包括以下步骤：将铅膏、醋酸钠、醋酸与H2O2按质量比1:（10－12）:（25－35）:1混合后，用去离子水稀释，然后于20－30℃搅拌反应6－10h，反应结束后固液分离，调节溶液pH至7.1－7.3，静置1－2h，过滤，得到醋酸铅晶体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李东梅，吴文龙，朱莉娜，赵光金，汪永威，
申请(专利权)人：河南省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：