本发明涉及金吸附，尤其涉及一种空心碳纳米颗粒材料作为吸附剂吸附金离子的应用。
背景技术：
1、黄金（au）作为一种贵金属，在科学、工业和商业领域中具有广泛的应用，尤其在催化、抗菌剂、抗癌药物领域中占据重要地位。此外，黄金也是电子产品和珠宝的核心材料之一。随着电子、新能源等产业对黄金需求的持续增长，依赖原矿采矿已无法满足日益增加的需求。黄金的价值持续攀升，主要归因于其稀缺性、高消费量及不断增加的全球需求。值得注意的是，每年电子设备的制造消耗大约300公吨黄金，手机和计算机电路板等产品中黄金的含量高达每公吨200-350克，远超当前可开采矿床中的黄金浓度。次级储层如焚烧污灰、废水、淡水体及海洋环境中也存在大量黄金，这为从“电子垃圾”中提取黄金提供了新的资源途径。然而，如何从这些次级来源中高效提取黄金仍是亟待解决的挑战。
2、当前，从“电子垃圾”中提取黄金的主要难点之一在于这些来源中的金浓度极低，如在废水中金的浓度通常低于10 μg/l，而在海水中则低于10 ng/l。此外，另一难点在于这些次级来源中存在大量金属杂质，且其浓度远高于黄金。例如，这些来源中的液体通常包含多种有机化合物和竞争金属离子，如钠、钾、铜、镍、铁及稀土金属，其浓度明显高于黄金，从而增加了提取过程的复杂性。因此，开发一种成本低、制备简单且能够在复杂水质中稳定高效提取痕量黄金的材料，成为当前的一项紧迫且富有挑战性的任务。
技术实现思路
1、针对金离子浓度极低且金属杂质浓度较高的复杂环境下如何高效提取黄金的问题，本发明提供了一种空心碳纳米颗粒材料作为吸附剂吸附金离子的应用。本发明提供一种空心碳纳米颗粒材料作为吸附剂吸附金离子，不仅能够有效解决金浓度低和杂质多的复杂环境下高效提取黄金的挑战，还为从复杂液体中高效回收黄金提供了一种新的解决方案。
2、本发明的具体技术方案为：
3、本发明提供了一种空心碳纳米颗粒材料作为吸附剂吸附金离子的应用。本应用的特别之处在于，所述空心碳纳米颗粒材料由具有中空结构的金属有机框架纳米颗粒经过煅烧处理得到；
4、其中，所述煅烧处理使所述金属有机框架纳米颗粒的结构中转化形成石墨烯层。
5、针对金离子浓度极低、金属杂质众多且杂质浓度相对较高的复杂环境下提取黄金的技术难题，本发明通过以具有中空结构的金属有机框架纳米颗粒为原料，经过煅烧使金属有机框架纳米颗粒的结构中的碳转化形成石墨烯层，制备得到一种对金离子具有高选择性、高吸附量的空心碳纳米颗粒材料吸附剂。
6、本发明空心碳纳米颗粒材料对金离子的吸附性能优异，原理如下：
7、通过空心碳纳米颗粒材料的石墨烯层对金属离子具有的吸附还原作用，实现了对金离子的高效吸附，并由于采用了具有中空结构的金属有机框架纳米颗粒作为起始原料，碳元素在转化形成石墨烯层的过程中掺杂了氮、氧元素，这对提高空心碳纳米颗粒材料的金离子选择性吸附起到了关键作用。
8、作为上述应用的优选，所述金属有机框架纳米颗粒为zif-8纳米颗粒。
9、作为上述应用的优选，所述煅烧处理的温度为700~1000℃。
10、作为上述应用的优选，所述煅烧处理在惰性气体氛围下进行。
11、具体地，以以下制备方法为例，本发明对上述空心碳纳米颗粒材料的制备进行说明。所述空心碳纳米颗粒材料的制备方法包括以下步骤：
12、步骤s1：将六水合硝酸锌、2-甲基咪唑分别加入溶剂中，搅拌成核，得到金属有机框架纳米颗粒；
13、步骤s2：将步骤s1得到的金属有机框架纳米颗粒分散于溶剂中，加入单宁酸，搅拌反应，得到具有中空结构的金属有机框架纳米颗粒；
14、步骤s3：取步骤s2得到的具有中空结构的金属有机框架纳米颗粒进行煅烧处理，使在纳米颗粒的结构中转化形成石墨烯层。
15、本发明空心碳纳米颗粒材料对金离子吸附的原理在于，通过空心碳纳米颗粒材料的石墨烯层对金属离子具有的吸附还原作用，对金离子进行吸附还原，并以具有中空结构的金属有机框架纳米颗粒为起始原料，在其中的碳元素转化形成石墨烯的过程中掺杂了氮、氧元素，从而提高了制品空心碳纳米颗粒材料对金离子的选择性吸附作用。因此，具有中空结构的金属有机框架纳米颗粒的制备、以及石墨烯层的制备具有较为重要的作用，通过上述步骤s1~步骤s3，可以提供一种对金离子具有高选择性、高吸附量的空心碳纳米颗粒材料吸附剂的具体制备方法。
16、基于空心碳纳米颗粒材料对金离子的吸附原理，本发明可以以上述制备方法为例，对具体的制备工艺进行调整，以获得对金离子的吸附性能更好的吸附剂。比如，对六水合硝酸锌、2-甲基咪唑的摩尔比的调整，再如，金属有机框架纳米颗粒与单宁酸的质量比、搅拌反应的时间等进行调整，又如，煅烧处理的温度、气体氛围等。
17、作为上述方法的优选，步骤s1中，六水合硝酸锌、2-甲基咪唑的摩尔比为1:6~10。
18、作为上述方法的优选，步骤s2中，金属有机框架纳米颗粒与单宁酸的质量比为1:4~6。
19、作为上述方法的优选，步骤s2中，所述搅拌反应的转速为200 rpm至600rpm、时间为5分钟至10分钟。
20、作为上述方法的优选，步骤s3中，所述煅烧处理的温度为700℃至1000℃、时间为0.5小时至4小时。
21、作为上述方法的优选，步骤s3中，所述煅烧处理在惰性气体氛围下进行。
22、与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
23、（1）本发明通过以具有中空结构的金属有机框架纳米颗粒为原料，经过煅烧使金属有机框架纳米颗粒的结构中的碳转化形成石墨烯层，制备得到的空心碳纳米颗粒材料对金离子具有高选择性、高吸附量的吸附作用。
24、（2）本发明通过空心碳纳米颗粒材料的石墨烯层对金属离子具有的吸附还原作用，对金离子进行吸附还原，并以具有中空结构的金属有机框架纳米颗粒为起始原料，在其中的碳元素转化形成石墨的过程中，氮、氧掺杂其中，提高制品空心碳纳米颗粒材料对金离子的选择性吸附。制备工艺简单，制备材料来源广，金属有机框架纳米颗粒的制备在现有技术中是一个较为成熟的技术，基于本发明，可以金属有机框架纳米颗粒提供一种新的应用，为黄金回收提供一种新思路。
1.一种空心碳纳米颗粒材料作为吸附剂吸附金离子的应用，其特征在于：所述空心碳纳米颗粒材料由具有中空结构的金属有机框架纳米颗粒经过煅烧处理得到；
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于：所述金属有机框架纳米颗粒为zif-8纳米颗粒。
3.如权利要求2所述的应用，其特征在于：所述煅烧处理的温度为700~1000℃。
4.如权利要求2所述的应用，其特征在于：所述煅烧处理在惰性气体氛围中进行。
5.如权利要求1~4任一项所述的应用，其特征在于：所述空心碳纳米颗粒材料的制备方法包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于：步骤s1中，六水合硝酸锌、2-甲基咪唑的摩尔比为1:6~10。
7.如权利要求5所述的应用，其特征在于：步骤s2中，金属有机框架纳米颗粒与单宁酸的质量比为1:4~6。
8.如权利要求5所述的应用，其特征在于：步骤s2中，所述搅拌反应的转速为200 rpm至600rpm、时间为5分钟至10分钟。
9.如权利要求5所述的应用，其特征在于：步骤s3中，所述煅烧处理的温度为700℃至1000℃、时间为0.5小时至4小时。
10.如权利要求5所述的应用，其特征在于：步骤s3中，所述煅烧处理在惰性气体氛围中进行。
