本技术涉及一种晶体材料及其制备方法和在对水体中铅(ⅱ)高选择性捕获中的应用，属于材料领域。
背景技术：
1、铅以其优异的物理化学特性被广泛应用于电池制造、涂料和化妆品等行业(ann.rev.med.2004,55,209-222)，尤其是铅蓄电池的制造和使用消耗了工业用铅总量的80％左右，其产生的废弃物是铅污染的重要来源。铅蓄电池制造过程中产生的大量废水成分复杂，含有cu2+、ni2+和cd2+等其他过渡金属离子。废水中的重金属离子pb(ⅱ)不仅在环境中长期存在，而且不可生物降解。据报道，印度每五名儿童中就有一名是铅中毒的受害者。据世界卫生组织统计，每年约有60万名儿童因接触铅而导致智力残疾。
2、目前，去除废水中pb2+的主要方法有沉淀法(sep.purif.technol.2007,54,373-381)、离子交换法(micropor.mesopor.mater.1999,28,315-324)和吸附法(rev.environ.sci.biotechnol.2019,18,231-269)。虽然沉淀法和吸附法比较常用，但它们往往受到废水ph值和含盐量的影响，导致去除目标金属离子的选择性较差，而且使用沉淀法时还存在二次污染的风险。目前，离子交换树脂是去除pb2+最常用的离子交换材料，但由于树脂结垢和吸附有机物等原因，其进一步应用受到限制。因此，越来越多的其他离子交换材料得到开发和应用，如多金属含氧化合物(j.environ.2017,5,1866-1873)和金属有机框架(chem.eur.j.2020,26,1355-1362)及其复合材料(acs sustainable chem.eng.2018,6,3176-3186)等。这些材料对pb2+具有良好的吸附能力。然而，当存在其他竞争离子(如cu2+、ni2+和cd2+)时，它们的选择性就会受到很大干扰。
3、高核金属氧簇基化合物由于在簇表面具有丰富的活性位点而在离子交换领域备受关注。例如，在cu3(btc)2框架(h3btc＝1,3,5-苯三羧酸)的孔隙中填充h3pw12o40团簇形成的复合材料hkust-1-@h3pw12o40，可吸附高达98.18mg/g的pb2+。然而，竞争离子实验表明，pb2+与大量的cr3+和cd2+同时被吸附，这表明其对pb2+的选择性较低。钼酸盐化合物(4-hap)4[mo8o16](buc-14，4-ap＝4-氨基吡啶)和[δ-mo8o26](l)2-2h2o(buc-77，l＝1,10-双(4-羧基苄基)-4,4’-联吡啶二氯化物)也显示出对pb2+的高吸附能力，而且buc-14可以通过柱实验分离cu2+和pb2+。尽管上述报道中仅有金属氧簇基材料显示出对pb2+的吸附能力，但其清晰而精确的吸附机理尚未在原子水平上得到揭示。因此，设计和构建基于金属氧簇的新型晶体材料来高选择性地捕获pb2+具有重要的科学意义和应用前景。
技术实现思路
1、本技术利用原位合成的ba-zn-sb氧簇基材料以解决材料进行水体中铅(ⅱ)离子去除时选择性差、重复利用率低的缺点。
2、根据本技术的一个方面，提供了一种晶体材料，所述晶体材料的化学式为c24h59.03ba2.485o70sb12zn2。
3、所述晶体材料结晶于三斜晶系，空间群为
4、所述晶体材料的晶胞参数为：α＝69.57～69.67°，β＝70.19～70.29°，γ＝88.93～89.03°，z＝2。
5、可选地，所述晶体材料的晶胞参数为：
6、，α＝69.5710(10)°，β＝70.1960(10)°，γ＝88.9380(10)°，z＝2。
7、所述晶体材料的结构如下：
8、ba-zn-sb氧簇基材料晶体结构中阴离子簇[zn2sb12(μ3-o)8(μ4-o)3(tta)6]6-(htta＝酒石酸)作为主体框架，每个阴离子簇连接着六个ba2+离子，其中四个是完全占据的ba(1)，还分别有一个部分占据的ba(2)和ba(3)。每个ba(1)离子连接四个相邻的阴离子簇，进而使阴离子簇部分形成波浪层。部分占据的ba(2)和ba(3)通过共享氧原子以共边的方式相互连接，然后ba(3)通过氧原子边共享自聚形成一个四核团簇的“z”型支架。进一步地“z”型支架沿c轴方向连接相邻的波浪层，形成三维框架结构。此外，还有部分占据的ba(4)分别以共点方式与ba(2)和ba(3)连接，使原来的四核团簇变成了六核团簇，但ba(4)并不直接与ba(1)形成的波浪层连接，而只是悬挂在阴离子框架的孔道中。
9、根据本技术的另一个方面，提供一种上述的晶体材料的制备方法，采用溶剂热法，包括以下步骤：
10、于密闭容器中，将含有锑源、锌源和钡源的原料与溶剂混合，反应，得到所述晶体材料。
11、所述锑源选自酒石酸锑钾；
12、所述锌源选自硝酸锌；可以为六水合硝酸锌。
13、所述钡源选自硝酸钡。可以为六水合硝酸钡。
14、所述锑源、锌源和钡源的质量比为0.11～0.12：0.108～0.115：0.1～0.11。
15、所述原料中锑源的质量与所述溶剂的体积比为0.11g：3～4ml。
16、所述溶剂含有n,n’-二甲基甲酰胺和水，其中，n,n’-二甲基甲酰胺和水的体积比为1:3。
17、所述反应的温度为80～100℃；
18、所述反应的时间为3～5天。
19、具体地，
20、首先将商业渠道购买的酒石酸锑钾与硝酸锌、硝酸钡混合在含有n,n’-二甲基甲酰胺与水混合的溶剂中，密封装于8ml玻璃瓶，然后转移至80-100℃的预热炉中持续加热反应4天。冷却至室温后进行超声清洗，随后将所得ba-zn-sb氧簇基材料用水与无水乙醇反复洗涤数次，然后过滤并干燥，得到ba-zn-sb氧簇基材料，即所述晶体材料。
21、根据本技术的另一个方面，提供一种上述的晶体材料在对水体中铅(ⅱ)高选择性捕获中的应用。
22、具体如下，先对上述晶体材料进行研磨处理，过100目筛，使得其能充分扩大比表面积增加吸附活性位点以最大程度增加其吸附量，再与含有铅(ⅱ)元素的溶液接触，经吸附，所述晶体材料可动态/静态分离和/或提取所述铅(ⅱ)元素。
23、所述接触的方式包括：
24、1、将所述晶体材料与有铅(ⅱ)离子的溶液接触；
25、2、将含有铅(ⅱ)离子的溶液通过吸附柱，在吸附柱中分离和/或提取溶液中铅(ⅱ)离子；所述吸附柱中填充有所述晶体材料。
26、所述晶态材料吸附所述铅(ⅱ)离子的温度为20～25℃；所述晶态材料吸附所述铅(ⅱ)离子的接触时间为6～10h；
27、可选地，所述晶态材料吸附所述铅(ⅱ)离子的温度为25℃；所述接触时间为10h。
28、所述含有铅(ⅱ)离子的溶液中还包括镉(ⅱ)离子和镍(ⅱ)离子等干扰离子。
29、本发明所述技术方案的有益效果为：
30、(1)本技术所提供的ba-zn-sb氧簇基材料制备方法操作简单、便于重复，原料廉价易得、成本低；
31、(2)本技术所制备的ba-zn-sb氧簇基材料的合成反应条件温和，对设备要求不高，属于低能耗处理工艺；
32、(3)本技术所提供的制备方法能够解决氧簇基材料作为离子吸附剂时粉末颗粒小、回收和循环使用困难等问题；
33、(4)本技术对pb2+离子的吸附适用ph范围广的水溶液环境；
34、(5)经过系统的pb2+离子吸附实验包括动力学、浓度依存、耐酸碱性、应用吸附柱等实验证实所制备的材料是一种高效的吸附pb2+离子的材料，在重金属废液处理领域具有广泛的应用前景。
1.一种晶体材料，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的晶体材料，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的晶体材料，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的晶体材料，其特征在于，所述晶体材料的结构为：
5.一种权利要求1～4任一项所述的晶体材料的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
10.一种权利要求1～4任一项所述的晶体材料在对水体中铅(ⅱ)离子高选择性捕获中的应用。
