本發(fā)明屬于新型改性催化劑的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種提高納米零價(jià)鋅催化活性的方法，可用于對(duì)高濃度高污染的有機(jī)污染物進(jìn)行催化降解。

背景技術(shù)：

我國(guó)各大小河川總長(zhǎng)42萬(wàn)公里，湖泊7.56萬(wàn)平方公里，水資源總量共計(jì)28000億立方米。但由于我國(guó)龐大的人口基數(shù)，人均淡水量?jī)H為2300立方米，占世界人均擁有量的1/4，居121位，是世界13個(gè)貧水國(guó)之一。為數(shù)不多的水資源在我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程中仍遭到嚴(yán)重的污染，調(diào)查顯示，全國(guó)目前82%的江河湖泊均遭到不同程度的污染，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)377億元。《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》己將研究有毒有害有機(jī)物與難降解有機(jī)污染物的控制技術(shù)列為控制與治理水體污染物的研發(fā)重點(diǎn)，污水處理方面的創(chuàng)新應(yīng)用技術(shù)對(duì)推進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和保護(hù)自然環(huán)境方面都具有極其重要的意義。

在有機(jī)廢水污染中，印染行業(yè)是其中一個(gè)主要方面。印染廢水來(lái)源廣泛，包括造紙、印染、紡織、皮革、化妝品等行業(yè)。由于染料廢水成分復(fù)雜、色度高、COD含量高，并日益趨向水體抗氧化，有機(jī)污染物難于降解的方面發(fā)展，因此探索新型改性催化劑對(duì)處理現(xiàn)階段水體污染顯得尤為關(guān)鍵。

零價(jià)金屬還原治理有機(jī)污染物是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)，因其工藝簡(jiǎn)單，在催化降解有機(jī)污染物方面具有效率高、耗能低、節(jié)能環(huán)保無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛研究與應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)外研究的主要對(duì)象為納米零價(jià)鐵，關(guān)于納米零價(jià)鋅催化降解有機(jī)污染物方面的研究也有相關(guān)報(bào)道，鋅由于氧化還原電位比鐵更低易保存而被認(rèn)為是還原污染物的最佳金屬。但普通零價(jià)鋅的催化活性有限，因此對(duì)高濃度高污染的有機(jī)污染物催化降解程度也受到了一定限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有技術(shù)中零價(jià)鋅的催化活性低的缺陷，提供一種提高納米零價(jià)鋅催化活性的方法，由該方法所制得的納米零價(jià)鋅的催化活性增強(qiáng)，從而能夠明顯提高對(duì)高濃度高污染的有機(jī)污染物的降解率，且該方法工藝簡(jiǎn)單，具有催化效率高、能耗低、環(huán)保無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種提高納米零價(jià)鋅催化活性的方法，該方法是將鋅粉放入滾壓振動(dòng)磨進(jìn)行研磨3-15小時(shí)，研磨過(guò)程中每間隔1-2小時(shí)停機(jī)0.5-1小時(shí)進(jìn)行應(yīng)力釋放，得到納米零價(jià)鋅，所述納米零價(jià)鋅的晶粒尺寸介于10nm至200 nm之間，微觀殘余應(yīng)力大小介于-0.628×10^-3至2.120×10^-3之間，其中正值表示張應(yīng)力，負(fù)值表示壓應(yīng)力。

其中，優(yōu)選地，所述研磨過(guò)程中每間隔2小時(shí)停機(jī)0.5-1小時(shí)進(jìn)行應(yīng)力釋放。

優(yōu)選地，所述研磨過(guò)程中每間隔1小時(shí)停機(jī)0.5-1小時(shí)進(jìn)行應(yīng)力釋放。

優(yōu)選地，所述研磨過(guò)程中每間隔2小時(shí)停機(jī)0.5小時(shí)進(jìn)行應(yīng)力釋放。

機(jī)械力活化過(guò)程不單純是傳統(tǒng)意義上的細(xì)化過(guò)程，而是在活化過(guò)程中伴有能量轉(zhuǎn)化的機(jī)械力化學(xué)過(guò)程，機(jī)械力化學(xué)變化賦予零價(jià)鋅許多新的獨(dú)特性能，如小尺寸效應(yīng)、表面和界面效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等。機(jī)械能可以誘導(dǎo)鋅的晶格產(chǎn)生晶格畸變，而機(jī)械力作用時(shí)間越久，由晶格畸變產(chǎn)生的晶格缺陷越多，其活化性能越強(qiáng)。除此之外經(jīng)機(jī)械力活化作用所得到納米尺度的納米零價(jià)鋅具有納米材料所特有的表面和界面效應(yīng)，增強(qiáng)了零價(jià)鋅的表面活性，進(jìn)一步提高了其催化性能。

本發(fā)明所提出的一種提高納米零價(jià)鋅催化活性的方法，采用以不同時(shí)間機(jī)械力激發(fā)下的零價(jià)鋅經(jīng)應(yīng)力釋放后制得的納米零價(jià)鋅，在機(jī)械力活化的過(guò)程中每間隔1-2小時(shí)停機(jī)0.5-1小時(shí)進(jìn)行應(yīng)力釋放，進(jìn)一步提高納米零價(jià)鋅的活性。使得根據(jù)本方法制備的納米零價(jià)鋅的催化活性有了很大的增強(qiáng)，從而可以作為一種高效、綠色環(huán)保的催化劑有效降解廢水中的有機(jī)污染物質(zhì)；同時(shí)本制備工藝簡(jiǎn)單，使其便于投入大批量的實(shí)際生產(chǎn)中，這也為處理印染工業(yè)所產(chǎn)生的大量的高濃度高污染的有機(jī)污染物廢水提供了一個(gè)更為實(shí)際、高效的方法；對(duì)保護(hù)自然環(huán)境和我國(guó)珍貴的淡水資源均具有積極的作用。

附圖說(shuō)明

圖1為由本發(fā)明方法所制得的不同時(shí)間機(jī)械力激發(fā)下的納米零價(jià)鋅與普通零價(jià)鋅的XRD衍射對(duì)比圖；

圖2為由本發(fā)明方法所制得的不同時(shí)間機(jī)械力激發(fā)下的納米零價(jià)鋅的降解亞甲基藍(lán)效率與普通零價(jià)鋅的降解亞甲基藍(lán)效率對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

取四份純度為95%的商業(yè)鋅粉，分別對(duì)其中三份進(jìn)行7小時(shí)、9小時(shí)、11小時(shí)的機(jī)械力活化作用，活化過(guò)程中每間隔2h后停機(jī)30min進(jìn)行應(yīng)力釋放，得到不同納米尺寸、具有不同活化能的納米零價(jià)鋅，晶粒尺寸介于10-200 nm之間，其微觀殘余應(yīng)力大小介于-0.628×10^-3到2.120×10^-3之間，其中正值表示張應(yīng)力，負(fù)值表示壓應(yīng)力。

另一份不進(jìn)行機(jī)械力激發(fā)，其它操作與上述三份鋅粉操作相同，作為對(duì)照組。

取模擬有機(jī)污染物溶液，分成四等份。將上述制得的三份納米零價(jià)鋅分別置于三份模擬有機(jī)污染物溶液中，將未經(jīng)機(jī)械力活化作用的對(duì)照組商業(yè)鋅粉置于一份模擬有機(jī)污染物溶液中，在無(wú)光條件下以相同的攪拌速度進(jìn)行催化降解反應(yīng)。在攪拌過(guò)程中，均每隔10min檢測(cè)有機(jī)污染物的濃度，計(jì)算得到有機(jī)污染物的降解率，如圖2所示。

采用本發(fā)明方法所制得的納米零價(jià)鋅的催化活性與對(duì)照組中零價(jià)鋅的催化活性明顯增強(qiáng)，能夠明顯提高對(duì)高濃度高污染的有機(jī)污染物的降解率。