一種具有光催化活性的半水石膏及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有光催化性能的石膏產(chǎn)品及其應(yīng)用，利用鈦白粉廠硫酸法工藝產(chǎn)出鈦白石膏作為原料，將鈦白石膏轉(zhuǎn)化為半水石膏，增加其強(qiáng)度；通過(guò)添加防水劑、緩凝劑和發(fā)泡劑，制得具有防水性能的合格砌塊或者板材材料，添加發(fā)泡劑制得外墻保溫層。利用鈦白石膏中的二氧化鈦和氧化鐵的催化氧化能力，添加天然鐵礦石后增強(qiáng)其催化活性，用于建筑物材料在太陽(yáng)光或者可見(jiàn)光下可以降解有毒有機(jī)污染物。
【專利說(shuō)明】一種具有光催化活性的半水石膏及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半水石膏產(chǎn)品及其應(yīng)用，特別涉及具有光催化活性的半水石膏，用于建筑物材料在太陽(yáng)光或者可見(jiàn)光下可以降解有毒有機(jī)污染物。
【背景技術(shù)】
[0002]石膏原料分為天然石膏和化學(xué)石膏。天然石膏主要成分為CaSO4.2H20，又稱為生石膏，經(jīng)過(guò)煅燒、磨細(xì)可得半水石膏(CaS04*l/2H20)。它是一種氣硬性膠凝材料，具有α和β兩種形態(tài)，都呈菱形結(jié)晶，但物理性能不同。α型半水石膏結(jié)晶良好、堅(jiān)實(shí)；β型半水石膏是片狀并有裂紋的晶體，結(jié)晶很細(xì)，比表面積比α型半水石膏大得多?；瘜W(xué)石膏根據(jù)成分的不同可分為磷石膏、脫硫石膏、鈦白石膏和氟石膏等。鈦白石膏是采用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉時(shí)，為治理酸性廢水，加入石灰(或電石渣)以中和大量的酸性廢水而產(chǎn)生的廢渣，其含水多(45-60%)、且含有 Fe203、TiO2, A1203、MgO, Cr2O3> Na2O 和 SiO2 等雜質(zhì)。在潮濕條件下，其中的Fe(OH)JX淀以膠體的形式存在，因此鈦石膏具有黏度大，置于空氣中易變成紅色等特點(diǎn)。[0003]截止2010年，我國(guó)鈦白粉產(chǎn)能已超過(guò)200萬(wàn)t，成為全球鈦白粉產(chǎn)能最大的國(guó)家。每生產(chǎn)It鈦白粉就產(chǎn)生5~6t石膏渣，我國(guó)每年約產(chǎn)生1000萬(wàn)t鈦白石膏。鈦白石膏是利用率最低的化工副產(chǎn)石膏，僅有少量用于制備復(fù)合膠結(jié)材料、作為水泥的外加劑、石膏砌塊和石膏板，大量的鈦白石膏沒(méi)有被有效利用。由于鈦白石膏資源化利用效率低，多采用集中堆放，不僅占用大量土地、污染環(huán)境、破壞生態(tài)平衡，而且給鈦白粉企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此探索一條無(wú)新的廢棄物、無(wú)新的污染產(chǎn)生并且將生產(chǎn)鈦白粉的廢棄物綜合利用，無(wú)疑使充滿挑戰(zhàn)和機(jī)遇的重大課題。太陽(yáng)光中的紫外輻射量較低，只占太陽(yáng)總輻射的4-5%，如果將紫外光激發(fā)的半導(dǎo)體催化劑改性，使催化劑的光譜響應(yīng)擴(kuò)展至可見(jiàn)光，從而實(shí)現(xiàn)在太陽(yáng)光照射下將鈦白石膏和天然鐵礦石應(yīng)用于空氣中有機(jī)污染物的降解，具有重大的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種具有光催化性能的半水石膏制品及其應(yīng)用，該石膏制品在太陽(yáng)光或者可見(jiàn)光下可以降解有機(jī)污染物。
[0005]一種具有光催化活性的半水石膏，以鈦白石膏為基礎(chǔ)原料制得半水石膏，再在半水石膏中添加鐵礦石，防水劑，緩凝劑，發(fā)泡劑后制得具有光催化性能的半水石膏，按重量份計(jì)，鈦白石膏100份，鐵礦石4-25份，防水劑0.6-5.8份，緩凝劑0.5-2.8份，發(fā)泡劑0.1-L 3 份。
[0006]所述的鈦白石膏為硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所產(chǎn)生的固體廢棄物，其成分包括硫酸鈣、水、鐵離子、鈦離子、鋁離子、鎂離子和二氧化硅；所述的天然鐵礦石為磁鐵礦，赤鐵礦，黃鐵礦，褐鐵礦，菱鐵礦中的一種或多種；所述的防水劑為丙烯酸丁酯和/或醋酸丙烯酯；所述的緩凝劑為甲殼素、殼聚糖、葡萄糖中一種或者多種；所述的發(fā)泡劑為烷基酚聚氧乙烯。[0007]—種具有光催化活性的半水石膏的制備方法，包括以下步驟:
(1)將鈦白石膏在300-700°C下灼燒l_2h，冷卻后粉碎，振動(dòng)過(guò)篩至顆粒度為5-100微米，將該鈦白石膏顆粒置于蒸壓釜內(nèi)，通入飽和蒸汽，在110-135?及1.2-3.5 KPa的蒸汽壓下，保溫l_5h，冷卻后球磨，在130-135°C下干燥l_2h，再次球磨振動(dòng)過(guò)篩至顆粒度為
0.5-50微米，制得半水石膏待用；
(2)將磁鐵礦，赤鐵礦，黃鐵礦，褐鐵礦，菱鐵礦中的一種或多種混合礦石粉碎過(guò)篩至顆粒度為5-100微米后在300-600°C下煅燒1_3 h，冷卻后球磨至鐵礦石顆粒度為5_20微米，制得鐵礦石待用；
(3)將防水劑加水混合后，滴加十二烷基苯磺酸鈉，并以120-200r/min的速度攪拌40min后升溫至75-85°C，保溫I h，降至室溫并調(diào)節(jié)pH至7.5，過(guò)濾，制得防水劑濾液待用，其中防水劑、水、十二烷基苯磺酸鈉的重量比為10:80:0.1-1 ；
(4)將步驟(2)中的鐵礦石、步驟(3)中的防水劑、緩凝劑加入到水中，以8(T100r/min的速度攪拌4(T60min，制得混漿，其中鐵礦石、防水劑、緩凝劑、水的重量比為4_25:
0.6~5.8:0.5~2.8:50-70 ；
(5)往半水石膏加入步驟(4)中的混漿，攪拌2-5min后澆注到模具中，振動(dòng)成型，置于恒溫恒濕箱中，在25±3°C經(jīng)養(yǎng)護(hù)2-3天，脫模后養(yǎng)護(hù)，制得石膏制品；
(6)或者往步驟(4)的混漿中加入發(fā)泡劑烷基酚聚氧乙烯醚，攪拌均勻，其中混漿與烷基酚聚氧乙烯醚的重量比為100:0.1-1.0 ；
(7)往半水石膏中加入步驟(6)中的混漿，攪拌2-5min后澆筑到模具中，振動(dòng)成型，置于恒溫恒濕箱中，在25 ± 3 °C養(yǎng)護(hù)2-3天，脫模后養(yǎng)護(hù)，制得石膏制品。
[0008]采用本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明通過(guò)改性鈦白石膏中殘留的二氧化鈦和氧化鐵，使其具有催化性能，并通過(guò)外加的鐵礦石提高催化性能，在太陽(yáng)光或者可見(jiàn)光下催化降解空氣中有毒污染物。
[0009]2.本發(fā)明通過(guò)添加防水劑和發(fā)泡劑，不僅可以提高防水效果，與其他建筑材料來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的單位體積的砌塊質(zhì)量輕，導(dǎo)熱系數(shù)小，強(qiáng)度高，可以作為建筑的外墻保溫層。
[0010]3.本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，條件溫和，有效利用資源。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)驗(yàn)中的鈦白石膏由湖北潛江方圓鈦白廠提供，其化學(xué)組成如表1所示。磁鐵礦石、赤鐵礦石、黃鐵礦石、褐鐵礦石和菱鐵礦石由冶金部中南冶金研究所提供，其鐵含量分別為:39.01 %、38.50%,26.18%、21.62% 和 20.73%。
[0012]表1鈦白石膏主要成分
指標(biāo) |Ca [Fe [Al [Ti [Si [Mg
主要成分 |28.76% \7.34% |?.25% \2.58% |θ.98% |θ.52%
實(shí)施例1
100鈦白石膏灼燒至450°C，粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在40微米。置于蒸壓釜內(nèi)，通入飽和蒸汽，125°C及2.8 kPa蒸汽壓保溫3小時(shí)后，珠磨，在140°C干燥，粉磨和粉碎，振動(dòng)過(guò)篩至10微米制得半水石膏。將12.5g黃鐵礦粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在16微米。將有機(jī)防水劑丙烯酸丁酯2.8 kg加水混合后，加入0.2 kg十二烷基苯磺酸鈉，升溫至70°C并高速攪拌40min后保溫lh，降至室溫并調(diào)節(jié)pH 7.5，過(guò)濾。往水中依次加入上述防水劑濾液，粉碎后的鐵礦石和0.5 kg殼聚糖中，攪拌，使其充分混合均勻。將制得的半水石膏加入到上述溶液中，攪拌3 min后澆注到模具中，振動(dòng)成型，置于恒溫恒濕箱中，在25°C左右經(jīng)養(yǎng)護(hù)3天，脫模后經(jīng)過(guò)干空養(yǎng)護(hù)，制得具有光催化活性的石膏制品。分別取I g半水石膏；Ig具有光催化活性的半水石膏加入到50 mL含有4X10_5濃度的羅丹明B (RhB)溶液中，調(diào)節(jié)pH值，暗反應(yīng)4h后，在400 W金鹵燈降解4 h，同時(shí)進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:未添加半水石膏RhB4小時(shí)后降解效率為8.3%，添加半水石膏RhB 4小時(shí)降解效率21.4%，添加具有光催化活性的半水石膏混合物RhB 4小時(shí)降解效率26.1%。
[0013]實(shí)施例2
制備步驟如實(shí)施例1，僅下列步驟不同:
鈦白石膏灼燒至550°C，粉碎，使其在65微米，置于蒸壓釜內(nèi)，通入飽和蒸汽，135°C及
2.1 kPa蒸汽壓保溫3.5小時(shí)后在132°C干燥，粉磨和粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在2微米半水石膏；將赤鐵礦粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在12微米，再在480°C煅燒3 h，粉磨和粉碎，振動(dòng)過(guò)篩至8微米。將醋酸丙烯酯0.8 kg加水混合后，加入0.3 kg十二烷基苯磺酸鈉，升溫至80°C并高速攪拌40 min后保溫I h，降至室溫并調(diào)節(jié)pH 7.5，過(guò)濾。往水中依次加入上述防水劑，粉碎后的鐵礦石和0.2 kg甲殼素、0.6 kg葡萄糖溶液中，攪拌，使其充分混合均勻。將制得的半水石膏加入到上述溶液中，攪拌4 min后澆注到模具中，振動(dòng)成型，置于恒溫恒濕箱中，在25°C左右經(jīng)養(yǎng)護(hù)3天，脫模后經(jīng)過(guò)干空養(yǎng)護(hù)，制得石膏制品。分別取半水石膏1.0 g以及Ig具有光催化活性的半水石膏加入到50 mL含有一定濃度的水楊酸溶液中，調(diào)節(jié)pH值，暗反應(yīng)4 h后，在400 W金鹵燈降解6h，同時(shí)進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:對(duì)照組6小時(shí)后水楊酸降解效率為9.3%，添加半水石膏6小時(shí)后水楊酸降解效率25.9%，添加具有光催化活性的半水石膏后，6小時(shí)后水楊酸降解效率33.5%。
[0014]實(shí)施例3
制備步驟如實(shí)施例1，僅下列步驟不同:
鈦白石膏灼燒至600°C，粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在85微米，置于蒸壓釜內(nèi)，通入飽和蒸汽，135°C及2.1 kPa蒸汽壓保溫3.5小時(shí)后在132°C干燥，粉磨和粉碎，振動(dòng)過(guò)篩至10微米的半水石膏。將磁鐵礦20 g和赤鐵礦130 g粉碎混合，振動(dòng)過(guò)篩，使其在22微米，再在350°C煅燒I h，球磨至10微米。將有機(jī)防水劑丙烯酸丁酯2.8 kg加水混合后，加入0.2 kg十二烷基苯磺酸鈉，升溫至70°C并高速攪拌40 min后保溫lh，降至室溫并調(diào)節(jié)pH 7.5，過(guò)濾。往水中依次加入上述防水劑，粉碎后的鐵礦石和0.5 kg殼聚糖中，攪拌，使其充分混合均勻。將制得的半水石膏加入到上述溶液中，攪拌3 min后澆注到模具中，振動(dòng)成型，置于恒溫恒濕箱中，在25°C左右經(jīng)養(yǎng)護(hù)3天，脫模后經(jīng)過(guò)干空養(yǎng)護(hù)，制得具有光催化活性的石膏制品。分別取半水石膏1.0 g以及Ig具有光催化活性的半水石膏加入到100 mL含有一定濃度的2，4-氯苯酚溶液中，調(diào)節(jié)pH值，暗反應(yīng)4 h后，在8月中旬上午9點(diǎn)到下午3點(diǎn)開(kāi)展降解實(shí)驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:對(duì)照組6小時(shí)后2，4-氯苯酚降解效率為6.6%，添加半水石膏，6小時(shí)后2，4-氯苯酚的降解效率18.4 %，添加具有光催化活性的半水石膏6小時(shí)后2，4-氯苯酚的降解效率27.8 %。
[0015] 實(shí)施例4
制備步驟如實(shí)施例1，僅下列步驟不同:
鈦白石膏灼燒至400°C，粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在35微米，置于蒸壓釜內(nèi)，通入飽和蒸汽，1301:及2.8 kPa蒸汽壓保溫3小時(shí)后在130°C干燥，粉磨和粉碎，振動(dòng)過(guò)篩至20微米的半水石膏。將褐鐵礦80 g和菱鐵礦60 g粉碎混合，振動(dòng)過(guò)篩，使其在30微米，再在350°C煅燒2 h，球磨至10微米。將有機(jī)防水劑丙烯酸丁酯0.6 kg，醋酸丙烯酯0.8 kg加水混合后,加入0.4 kg十二烷基苯磺酸鈉,升溫至55°C并高速攪拌40 min后保溫I h,降至室溫并調(diào)節(jié)pH 7.5，過(guò)濾。往水中依次加入上述防水劑，粉碎后的鐵礦石、0.75 kg烷基酚聚氧乙烯醚和甲殼素0.6 kg、殼聚糖0.1 kg溶液中攪拌,使其充分混合均勻。將制得的半水石膏加入到上述溶液中，攪拌2 min后澆注到模具中，振動(dòng)成型，置于恒溫恒濕箱中，在25°C左右經(jīng)養(yǎng)護(hù)2-3天，經(jīng)養(yǎng)護(hù)脫模制得發(fā)泡型具有光催化活性的半水石膏制品。分別取半水石膏1.0 g以及Ig具有光催化活性的半水石膏制品加入到100 mL含有一定濃度的RhB溶液中，調(diào)節(jié)PH值，暗反應(yīng)4 h后，在8月中旬上午9點(diǎn)到下午3點(diǎn)開(kāi)展降解實(shí)驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:未添加半水石膏，6小時(shí)后多氯聯(lián)苯的降解效率為3.5%，添加半水石膏，6小時(shí)后多氯聯(lián)苯的降解效率11.9%，添加具有光催化活性的半水石膏，6小時(shí)后多氯聯(lián)苯的降解效率18.1%。
[0016]實(shí)施例5
制備步驟如實(shí)施例1，僅下列步驟不同: 鈦白石膏灼燒至700°C，粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在35微米，置于蒸壓釜內(nèi)，通入飽和蒸汽，135°C及2.1 kPa蒸汽壓保溫3.5小時(shí)后在132°C干燥，粉磨和粉碎，振動(dòng)過(guò)篩至I微米半水石膏。將磁鐵礦20 g和赤鐵礦130 g粉碎混合，振動(dòng)過(guò)篩，使其在26微米，再在350°C煅燒I h，球磨至5微米。將有機(jī)防水劑丙烯酸丁酯2.7 kg，醋酸丙烯酯1.2 kg加水混合后,加入0.3 kg十二烷基苯磺酸鈉,升溫至66°C并高速攪拌40 min后保溫I h,降至室溫并調(diào)節(jié)pH 7.5，過(guò)濾。往水中依次加入上述防水劑，粉碎后的鐵礦石，1.0 kg烷基酚聚氧乙烯醚和殼聚糖0.3kg、葡萄糖0.5kg溶液中，攪拌，使其充分混合均勻。將制得的半水石膏加入到上述溶液中，攪拌2 min后澆注到模具中，振動(dòng)成型，置于恒溫恒濕箱中，在25V左右經(jīng)養(yǎng)護(hù)2-3天，經(jīng)養(yǎng)護(hù)脫模制得發(fā)泡型具有光催化活性的石膏制品。分別取半水石膏1.0 g以及1.0g具有光催化活性的半水石膏加入到100 mL含有一定濃度的甲醛溶液中，調(diào)節(jié)PH值，暗反應(yīng)4 h后，在8月中旬上午9點(diǎn)到下午3點(diǎn)開(kāi)展降解實(shí)驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:對(duì)照組6小時(shí)后甲醛降解效率為8.6%，添加半水石膏6小時(shí)后甲醛的降解效率23.0%，添加具有光催化活性的6小時(shí)后甲醛的降解效率39.8 %。
[0017]實(shí)施例6
100 kg鈦白石膏灼燒至700°C，粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在30微米，置于蒸壓釜內(nèi)，通入飽和蒸汽，115°C及1.6 kPa蒸汽壓保溫1.5小時(shí)后，珠磨，在135°C干燥，球磨振動(dòng)過(guò)篩至5微米。將黃鐵礦2 kg、赤鐵礦13 kg粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在12微米。將有機(jī)防水劑丙烯酸丁酯2.8 kg加水混合后,加入0.4 kg十二烷基苯磺酸鈉,升溫至60°C并高速攪拌40 min后保溫I h，降至室溫并調(diào)節(jié)pH 7.5，過(guò)濾。往水中依次加入上述防水劑、粉碎后的天然鐵礦石和0.8 kg甲殼素中，攪拌，使其充分混合均勻。將制得的半水石膏加入到上述溶液中，攪拌3 min后澆注到模具中，振動(dòng)成型，置于恒溫恒濕箱中，在25°C左右經(jīng)養(yǎng)護(hù)3天，脫模后經(jīng)過(guò)干空養(yǎng)護(hù)，制得石膏制品。將石膏制品按照水泥制品強(qiáng)度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試其抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度以及防水能力。在一懸掛汞燈(置于冷卻水的玻璃管中)密閉箱內(nèi)，將制備好的石膏砌塊箱中，距離汞燈20 cm，通入丙酮，12h后測(cè)定箱體中丙酮的含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:按照石膏制品強(qiáng)度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定其抗折強(qiáng)度為2.90 MPa，抗壓強(qiáng)度為9.75 MPa。24 h耐水性測(cè)試后測(cè)定其抗折強(qiáng)度為1.32 MPa，抗壓強(qiáng)度為7.46 MPa。未放置石膏砌塊12h后丙酮含量降低5.4%,放置石骨砌塊12h后丙酮含量降低15.5%。
[0018]實(shí)施例7
100 kg鈦白石膏灼燒至580°C，粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在60微米。置于蒸壓釜內(nèi)，通入飽和蒸汽，120°C及2.1 kPa蒸汽壓保溫3小時(shí)后，珠磨，在138°C干燥，粉磨和粉碎，振動(dòng)過(guò)篩至3微米。將黃鐵礦8 kg、褐鐵礦4.5 kg粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在15微米。將醋酸丙烯酯0.8 kg加水混合后,加入0.3 kg十二烷基苯磺酸鈉,升溫至80°C并高速攪拌40 min后保溫I h，降至室溫并調(diào)節(jié)pH 7.5，過(guò)濾。往水中依次加入上述防水劑，粉碎后的天然鐵礦石和0.2 kg甲殼素、0.6 kg葡萄糖溶液中，攪拌，使其充分混合均勻。將制得的半水石膏加入到上述溶液中，攪拌4 min后澆注到模具中，振動(dòng)成型，置于恒溫恒濕箱中，在25°C左右經(jīng)養(yǎng)護(hù)3天，脫模后經(jīng)過(guò)干空養(yǎng)護(hù)，制得石膏制品。將石膏制品按照石膏制品強(qiáng)度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試其抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度以及防水能力。在一懸掛汞燈(置于冷卻水的玻璃管中)密閉箱內(nèi)，將制備好的石膏砌塊箱中，距離汞燈20 cm，通入丙酮，12h后測(cè)定箱體中丙酮的含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:按照石膏制品強(qiáng)度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定其抗折強(qiáng)度為2.25 MPa，抗壓強(qiáng)度為9.91MPa。24 h耐水性測(cè)試后測(cè)定其抗折強(qiáng)度為1.52 MPa，抗壓強(qiáng)度為7.99 MPa。未放置石膏砌塊12h后丙酮含量降低5.3%,放置石膏砌塊12 h后丙酮含量降低14.6%。
[0019]實(shí)施例8
100 kg鈦白石膏灼燒至400°C，粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在30微米。置于蒸壓釜內(nèi)，通入飽和蒸汽，125°C及2.8 kPa蒸汽壓保溫3小時(shí)后，珠磨，在140°C干燥，粉磨和粉碎，振動(dòng)過(guò)篩至10微米。將菱鐵礦2 kg、赤鐵礦18.5 kg粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在20微米。將有機(jī)防水劑丙烯酸丁酯2.8 kg加水混合后，加入0.2 kg十二烷基苯磺酸鈉，升溫至70°C并高速攪拌40 min后保溫lh，降至室溫并調(diào)節(jié)pH 7.5，過(guò)濾。往水中依次加入上述防水劑，粉碎后的天然鐵礦石和0.5 kg殼聚糖中，攪拌，使其充分混合均勻。將制得的半水石膏加入到上述溶液中，攪拌3 min后澆注到模具中，振動(dòng)成型，置于恒溫恒濕箱中，在25°C左右經(jīng)養(yǎng)護(hù)3天，脫模后經(jīng)過(guò)干空養(yǎng)護(hù)，制得石膏制品。將石膏制品按照水泥制品強(qiáng)度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試其抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度以及防水能力。在一懸掛汞燈(置于冷卻水的玻璃管中)密閉箱內(nèi)，將制備好的石膏砌塊箱中，距離汞燈20 cm，通入丙酮，12h后測(cè)定箱體中丙酮的含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:按照石膏制品強(qiáng)度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定其抗折強(qiáng)度為2.66 MPa，抗壓強(qiáng)度為10.30 MPa。24h耐水性測(cè)試后測(cè)定其抗折強(qiáng)度為1.92 MPa，抗壓強(qiáng)度為8.84 MPa。未放置石膏砌塊12h后丙酮含量降低5.3%,放置石膏砌塊12 h后丙酮含量降低13.8 %。
[0020]實(shí)施例9
100 kg鈦白石膏灼燒至550°C，粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在60微米。置于蒸壓釜內(nèi)，通入飽和蒸汽，135°C及3.5 kPa蒸汽壓保溫4小時(shí)后，珠磨，在140°C干燥，粉磨和粉碎，振動(dòng)過(guò)篩至8微米。將黃鐵礦石15 kg、褐鐵礦石2 kg和赤鐵礦2 kg粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在20微米。將有機(jī)防水劑丙烯酸丁酯0.6 kg,醋酸丙烯酯0.8 kg加水混合后，加入0.4 kg十二烷基苯磺酸鈉，升溫至55°C并高速攪拌40 min后保溫I h，降至室溫并調(diào)節(jié)pH 7.5，過(guò)濾。往水中依次加入上述防水劑，粉碎后的天然鐵礦石、0.75 kg烷基酚聚氧乙烯醚和甲殼素0.6kg、殼聚糖0.1 kg溶液中攪拌,使其充分混合均勻。將制得的半水石膏加入到上述溶液中，攪拌2 min后澆注到模具中，振動(dòng)成型，置于恒溫恒濕箱中，在25°C左右經(jīng)養(yǎng)護(hù)2-3天，經(jīng)養(yǎng)護(hù)脫模制得發(fā)泡石膏制品。將石膏制品按照水泥制品強(qiáng)度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試其抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度以及防水能力。在一懸掛汞燈(置于冷卻水的玻璃管中)密閉箱內(nèi)，將制備好的石膏砌塊箱中，距離汞燈20 cm，通入丙酮，12h后測(cè)定箱體中丙酮的含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:按照石膏制品強(qiáng)度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定其抗折強(qiáng)度為3.01 MPa，抗壓強(qiáng)度為10.65 MPa。24 h耐水性測(cè)試后測(cè)定其抗折強(qiáng)度為2.06 1?&，抗壓強(qiáng)度為8.46 MPa。砌塊密度為328 kg/m3，導(dǎo)熱率為
0.060 w/m.K。未放置石膏砌塊12h后丙酮含量降低5.4%,放置石膏砌塊12h后丙酮含量降低14.1 %。
[0021] 實(shí)施例10 100 kg鈦白石膏灼燒至300°C，粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在40微米。置于蒸壓釜內(nèi)，通入飽和蒸汽，110°c及2.1 kPa蒸汽壓保溫2小時(shí)后，珠磨，在135°C干燥，粉磨和粉碎，振動(dòng)過(guò)篩至15微米。將磁鐵礦2 kg、赤鐵礦13 kg粉碎，振動(dòng)過(guò)篩，使其在8微米。將有機(jī)防水劑丙烯酸丁酯2.7 kg，醋酸丙烯酯1.2 kg加水混合后，加入0.3 kg十二烷基苯磺酸鈉，升溫至66°C并高速攪拌40 min后保溫I h，降至室溫并調(diào)節(jié)pH 7.5，過(guò)濾。往水中依次加入上述防水劑，粉碎后的天然鐵礦石，1.0 kg烷基酚聚氧乙烯醚和殼聚糖0.3kg、葡萄糖0.5kg溶液中，攪拌，使其充分混合均勻。將制得的半水石膏加入到上述溶液中，攪拌2 min后澆注到模具中，振動(dòng)成型，置于恒溫恒濕箱中，在25°C左右經(jīng)養(yǎng)護(hù)2-3天，經(jīng)養(yǎng)護(hù)脫模制得發(fā)泡石膏制品。將石膏制品按照水泥制品強(qiáng)度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試其抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度以及防水能力。在一懸掛萊燈(置于冷卻水的玻璃管中)密閉箱內(nèi)，將制備好的石膏砌塊箱中，距離汞燈20 cm，通入丙酮，12h后測(cè)定箱體中丙酮的含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:按照石膏制品強(qiáng)度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定其抗折強(qiáng)度為2.90 1?&，抗壓強(qiáng)度為9.98 MPa。24 h耐水性測(cè)試后測(cè)定其抗折強(qiáng)度為1.53 MPa，抗壓強(qiáng)度為8.70 MPa。砌塊密度為279 kg/m3，導(dǎo)熱率為0.065 w/ m.K。未放置石膏砌塊12h后丙酮含量降低5.3%,放置石膏砌塊12h后丙酮含量降低12.9 %。
【權(quán)利要求】
1.一種具有光催化活性的半水石膏，其特征在于:以鈦白石膏為基礎(chǔ)原料，經(jīng)添加鐵礦石，防水劑，緩凝劑，發(fā)泡劑后制得具有光催化性能的半水石膏，按重量份計(jì)，鈦白石膏100份，鐵礦石4-25份，防水劑0.6-5.8份，緩凝劑0.5-2.8份，發(fā)泡劑0.1-1.3份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有光催化活性的半水石膏，其特征在于:所述的鐵礦石為磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦、揭鐵礦和菱鐵礦中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有光催化活性的半水石膏，其特征在于:所述的防水劑為丙烯酸丁酯和/或醋酸丙烯酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有光催化活性的半水石膏，其特征在于:所述的緩凝劑為甲殼素、殼聚糖和葡萄糖中一種或者多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有光催化活性的半水石膏，其特征在于:所述的發(fā)泡劑為烷基酚聚氧乙烯。
6.一種具有光催化活性的半水石膏的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將鈦白石膏在300-700°C下灼燒l_2h，冷卻后粉碎，振動(dòng)過(guò)篩至顆粒度為5-100微米，將該鈦白石膏顆粒置于蒸壓釜內(nèi)，通入飽和蒸汽，在110-130°C及1.2-3.5 KPa的蒸汽壓下，保溫l_5h，冷卻后球磨，在130-135°C下干燥l_2h，再次球磨振動(dòng)過(guò)篩至顆粒度為0.5-50微米，制得半水石膏待用； (2)將磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦中的一種或多種混合礦石粉碎過(guò)篩至顆粒度為5-100微米后在300-600°C下煅燒1_3 h，冷卻后球磨至鐵礦石顆粒度為5_20微米，制得鐵礦石待用； (3)將防水劑加水混合后，滴加十二烷基苯磺酸鈉，并以120-200r/min的速度攪拌40min后，升溫至75-85°C，保溫I h，降至室溫并調(diào)節(jié)pH至7.5，過(guò)濾，制得防水劑濾液，待用，其中丙烯酸酯、水、十二烷基苯磺酸鈉的重量比為10:80:0.1~1 ； (4)將步驟(2)中的鐵礦石、步驟(3)中的防水劑、緩凝劑加入到水中，以8(T100r/min的速度攪拌4(T60min，制得混漿，其中鐵礦石、防水劑、緩凝劑、水的重量比為4_25:0.6~5.8:0.5~2.8:50-70 ； (5)往步驟(1)中半水石膏中加入步驟(4)中的混漿，攪拌2-5min后澆注到模具中，振動(dòng)成型，置于恒溫恒濕箱中，在25±3°C經(jīng)養(yǎng)護(hù)2-3天，脫模后養(yǎng)護(hù)，制得具有光催化活性的半水石骨制品。
7.一種具有光催化活性的半水石膏的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將鈦白石膏在300-700°C下灼燒l_2h，冷卻后粉碎，振動(dòng)過(guò)篩至顆粒度為5-100微米，將該鈦白石膏顆粒置于蒸壓釜內(nèi)，通入飽和蒸汽，在110-130°C及1.2-3.5 KPa的蒸汽壓下，保溫l_5h，冷卻后球磨，在130-135°C下干燥l_2h，再次球磨振動(dòng)過(guò)篩至顆粒度為.0.5-50微米，制得半水石膏待用； (2)將磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦中的一種或多種混合礦石粉碎過(guò)篩至顆粒度為5-100微米后在300-600°C下煅燒1_3 h，冷卻后球磨至鐵礦石顆粒度為5_20微米，制得鐵礦石待用； (3)將防水劑加水混合后，滴加十二烷基苯磺酸鈉，并以120-200r/min的速度攪拌40min后，升溫至75-85°C，保溫I h，降至室溫并調(diào)節(jié)pH至7.5，過(guò)濾，制得防水劑濾液，待用，其中丙烯酸酯、水、十二烷基苯磺酸鈉的重量比為10:80:0.1~1 ；(4)將步驟(2)中的鐵礦石、步驟(3)中的防水劑、緩凝劑加入到水中，以8(T100r/min的速度攪拌4(T60min，制得混漿，其中鐵礦石、防水劑、緩凝劑、水的重量比為4_25:.0.6~5.8:0.5~2.8:50-70 ； (5)往步驟(4)的混漿中加入發(fā)泡劑烷基酚聚氧乙烯醚，攪拌均勻，其中混漿與烷基酚聚氧乙烯醚的重量比為100:0.1-1.0 ； (6)往步驟(1)中半水石膏中加入步驟(5)中的混漿，攪拌2-5min后澆筑到模具中，振動(dòng)成型，置于恒溫恒濕箱中，在25±3°C養(yǎng)護(hù)2-3天，脫模后養(yǎng)護(hù)，制得具有光催化活性的半水石骨制品。
8.一種具有光催化活性的半水石膏在降解有毒有機(jī)污染物中的應(yīng)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有光催化活性的半水石膏在降解有毒有機(jī)污染物中的應(yīng)用，其特征在于:所述的有毒有機(jī)污染物為水楊酸，2，4-氯苯酚，羅丹明B，多氯聯(lián)苯，甲醛或丙 酮。
【文檔編號(hào)】C04B24/38GK103936382SQ201410150066
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】劉立明, 黃應(yīng)平, 黃緒泉, 歐陽(yáng)兆輝, 張恒明 申請(qǐng)人:三峽大學(xué)