纳米二氧化硅吸附大气中铅的应用
【技术领域】 本发明属于环保技术领域，尤其涉及纳米二氧化硅吸附大气中铅的应用。
【背景技术】 铅（Pb)是自然界基本金属元素。由于铅在工业中的广泛应用，铅污染已经成为最常见 的重金属污染之一，污染主要来源于汽车加工厂，电池厂和冶炼厂等。铅污染包括大气铅污 染、水铅污染和土壤铅污染等存在形式，其中尤以大气铅污染对人类生存环境的危害最为 严重。人类呼吸、饮用、吞咽以及接触含有铅的空气、水和污染物都可能导致铅中毒，从而产 生高血压、神经疾病和肌肉关节疼痛等健康问题。因此，降低铅污染对于人类生存和健康至 关重要。 尽管各国政府出台了各种措施来降低铅污染，比如关闭已污染的电池厂，减少汽车尾 气排放，但是，当前仍然缺乏有效减少或去除污染大气中已经存在的铅的方法。
【发明内容】
为解决现有技术中存在的问题，发明人首次在大气中铅捕获方面进行了大量的探索研 宄，预料不到地发现，纳米二氧化硅可以有效吸附大气中的铅，减少大气中铅污染。基于上 述发现，从而完成本发明。 本发明提供纳米二氧化硅吸附大气中铅的应用。 采用上述技术方案，本发明将纳米二氧化硅应用于大气铅污染的治理，充分利用了纳 米二氧化硅独特的物理化学性质，操作步骤简单，操作成本低，适用范围广，可有效减少大 气中铅污染。 作为本发明的进一步改进，所述纳米二氧化娃为粉末状，其粒径范围为5~30nm。 作为本发明的进一步改进，所述纳米二氧化硅的平均粒径为13. Onm。平均粒径为 13. Onm的纳米二氧化硅，对大气中铅的吸附能力远远大于微米二氧化硅，可有效减少大气 中铅污染。 作为本发明的进一步改进，所述纳米二氧化娃的Zeta电位为-40~-30mV，具有较好的 稳定性。 作为本发明的进一步改进，所述铅包括铅烟和铅尘。铅烟和铅尘是大气铅污染的主要 形式，纳米二氧化硅对铅烟和铅尘都具有很好的吸附效果，适用范围广泛。 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将纳米二氧化硅应用于大气铅污染的 治理，充分利用了纳米二氧化硅独特的物理化学性质，操作步骤简单，操作成本低，适用范 围广，可有效减少大气中铅污染。
【附图说明】 图1为平均粒径为13. Onm的纳米二氧化硅吸附电源厂A生产车间大气中铅的检测结 果图。 图2为平均粒径为13. Onm的纳米二氧化硅吸附电源厂B生产车间大气中铅的检测结 果图。
【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。 实施例一 将5g平均粒径为13. Onm的粉末状纳米二氧化硅和5g粒径范围为1-5 μ m的粉末状 微米二氧化硅分别置于培养皿中，编号，随机放置于大气中铅含量超标的电源厂A生产车 间空气流动微弱处，打开盖子，同时设置空白对照组，各实验组设3个平行，分别静置1周、2 周、3周、4周后，取回各实验组的样品。取回的各实验组样品分别经5mL超纯水洗涤，用浓 硝酸加热消解后，使用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS)检测其吸附的铅含量。ICP-MS工 作参数设置如下，RF功率：1500W ;高盐雾化器，镍锥；进样深度：8. Omm ;分析泵速：0.1 Or/ s ;载气流速：1. 06L/min ;真空度<2X KT4Kpa ;碰撞池 He气流速：4. Oml/min ;测定前先用 1 μ g/L的含有钴、铊和钇的混合调谐液进行质谱最佳化调谐。
[0016] 将实验结果进行计算、比较发现：平均粒径为13. Onm的纳米二氧化硅对大气中铅 的吸附能力远远大于粒径范围为1-5 μ m的微米二氧化娃，且与1-5 μ m组微米二氧化娃相 比，P〈0. 01，结果如图1所示。 实施例二 将5g平均粒径为13. Onm的粉末状纳米二氧化硅和5g粒径范围为1-5 μ m的粉末状 微米二氧化硅分别置于培养皿中，编号，随机放置于大气中铅含量超标的电源厂B生产车 间空气流动微弱处，打开盖子，同时设置空白对照组，各实验组设3个平行，分别静置1周、2 周、3周、4周后，取回各实验组的样品。取回的各实验组样品分别经5mL超纯水洗涤，用浓 硝酸加热消解后，使用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS)检测其吸附的铅含量。ICP-MS工 作参数设置如下，RF功率：1500W ;高盐雾化器，镍锥；进样深度：8. Omm ;分析泵速：0.1 Or/ s ;载气流速：1. 06L/min ;真空度<2X KT4Kpa ;碰撞池 He气流速：4. Oml/min ;测定前先用 1 μ g/L的含有钴、铊和钇的混合调谐液进行质谱最佳化调谐。 将实验结果进行计算、比较发现：平均粒径为13. Onm的纳米二氧化硅对大气中铅的吸 附能力远远大于粒径范围为1-5 μ m的微米二氧化娃，且与1-5 μ m组微米二氧化娃相比， P〈0. 01，结果如图2所示。 本发明所用的平均粒径为13. Onm的粉末状纳米二氧化硅购自杭州万景新材料有限公 司，粒径范围为1-5 μ m的粉末状微米二氧化硅购自Sigma公司，经ICP-MS检测其元素含 量，检测结果如表1所示。从表1可知，购买的平均粒径为13. Onm的粉末状纳米二氧化硅 和粒径范围为1-5 μ m的粉末状微米二氧化硅样品中均不含铅元素，不会对后续铅吸附检 测造成干扰。 表1纳米二氧化硅和微米二氧化硅样品的元素含量分析表
【主权项】
1. 纳米二氧化硅吸附大气中铅的应用，所述纳米二氧化硅为粉末状，其粒径范围为 1 ~30nm〇
2. 根据权利要求1所述的纳米二氧化硅吸附大气中铅的应用，其特征在于：所述纳米 二氧化硅的平均粒径为13. Onm。
3. 根据权利要求2所述的纳米二氧化硅吸附大气中铅的应用，其特征在于：所述纳米 二氧化娃的Zeta电位为-40~_30mV。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的纳米二氧化硅吸附大气中铅的应用，其特征在 于：所述铅包括铅烟和铅尘。
【专利摘要】本发明提供纳米二氧化硅吸附大气中铅的应用，属于环保技术领域。本发明将纳米二氧化硅应用于大气铅污染的治理，充分利用了纳米二氧化硅独特的物理化学性质，操作步骤简单，操作成本低，适用范围广，可有效减少大气中铅污染。
【IPC分类】B01J20-10, B01D53-02
【公开号】CN104667699
【申请号】CN201510064803
【发明人】刘建军, 杨细飞, 王宏菊, 张兵, 彭朝琼, 申治国, 周丽
【申请人】深圳市疾病预防控制中心
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2012年8月27日