一种硫化铅纳米材料的生物调控制备方法

摘要

本发明涉及一种利用硫酸盐还原菌（SRB，Clostridiaceae sp．）制备硫化铅纳米材料的方法，并通过调节溶液中分散剂聚乙二醇2000（PEG 2000）的量制备了三种不同形貌的立方晶系硫化铅纳米材料。铅源是高浓度的含铅废水。加入1-4mM的PEG2000时，产物为PbS纳米柱，晶粒大小为50×50×100nm；加入9-12mM的PEG2000时，产物为PbS纳米片，晶片厚度约为10nm；加入17-20mM的PEG2000时，产物为PbS纳米粒，颗粒直径约为60nm；本发明目解决现有硫化铅材料制备方法存在的成本高、能耗大和环境不友好等方面的问题，并提出一种新的调控方法，即在单相体系中加入无毒高分子分散剂控制纳米颗粒的形貌。铅源是高浓度的含铅废水，同时为废水的资源化利用提供了一条绿色思路。

主权项

一种生物制备硫化铅纳米材料的方法，主要特征在于：(1)硫酸盐还原菌的富集与培养，从污泥中筛选硫酸盐还原菌，其富集和生长培养基主要包括乳酸、Na₂SO₄、NH₄Cl、KH₂PO₄、MgSO₄、CaCl₂、酵母浸粉。(2)硫酸盐还原菌经鉴定为Clostridiaceae sp.，其富集、生长和工作的温度均为20‑40℃。(3)铅源为高浓度的含铅废水，EDTA‑Pb螯合物溶液的制备需要用摩尔比为1:2的Pb²⁺和EDTA‑Na₄。(4)制备硫化铅纳米材料的工作培养基主要包括葡萄糖、Na₂SO₄、NH₄Cl、KH₂PO₄、MgSO₄和CaCl₂，调节pH约为5.0‑9.0。如果调节培养液中碳源和硫源的浓度并不会影响PbS纳米晶的形貌。(5)在制备硫化铅纳米材料过程中，加入不同量的PEG 2000可以控制合成不同不同形貌的硫化铅产物。(6)三种硫化铅纳米材料都属于立方晶系，但晶胞参数略有差异，而且形貌也不相同，有方形柱状的、片状的和颗粒状的。