專利名稱：利用高鈦高爐渣直接制備光催化組裝材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光催化材料的制備方法，尤其是一種利用高鈦高 爐渣直接制備光催化組裝材料的方法。
背景技術(shù)：
納米Ti02光催化材料是一種新型的環(huán)境功能材料，利用該材 料進(jìn)行光催化反應(yīng)可在光線的照射下將空氣中、水中的有害物質(zhì) 直接降解為C02和水，并具有良好的殺菌效果，在環(huán)境治理領(lǐng)域 具有廣闊的應(yīng)用前景。目前在納米Ti02光催化材料的制備多采用 溶膠凝膠法，原料昂貴，制備工藝不適宜大規(guī)模生產(chǎn)，制約了光 催化技術(shù)的發(fā)展。我國釩鈦磁鐵礦的工業(yè)儲量居世界首位，是我國鐵礦的主要種類之一。在高爐冶煉后的爐渣中Ti02含量高達(dá)18 — 30%，形成 大量鈦資源的浪費。.目前這些高鈦高爐渣主要的應(yīng)用途徑是作為 水泥熟料和混凝土集料使用，并未發(fā)揮鈦資源的作用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有納米Ti02光催化材料制備方法存在的技 術(shù)缺陷及大量浪費鈦資源的問題，而提供一種利用高鈦高爐渣直 接制備光催化組裝材料的方法。本發(fā)明解決上述問題采用的技術(shù)方案是一種利用高鈦髙爐渣直接制備光催化組裝材料的方法，其步驟是a.配料(wt%):石英10 22wt%，硼砂5 28wt%，硼酸0 15 wt%，高鈦高爐渣45 72wt%;原料中化學(xué)成分(wt。/。) Si02: 31. 10 45. 26wt%， A1203: 12. 4 17. 53wt%， Fe203: 0. 38 0. 55wt%， Ti02 : 4. 59 7. 65wt%， CaO: 12.20 17. 8wt%， MgO: 6. 12 8. 56 wt%， K20: 0. 28 0. 45wt%，Na202. 32 6. 82wt%， B203: 4. 52 23. llwt%;b. 熔融:溫度1300。C，時間2小時；c. 熱處理:溫度750。C 850。C，時間18小時；d. 溶出處理溫度85。C 90。C，時間48小時，水洗至pH=7。本發(fā)明原理是高鈦高爐渣的主要成分及組成范圍屬Si02 —Al203 — Ti02 —R0—R20系，其中Ti02含量高達(dá)18 —30%之間，通 過引入含硼原料并將組成調(diào)節(jié)至玻璃分相區(qū)域，形成硼硅酸鹽玻 璃，分相時可形成富硅相和富堿硼相，同時利用Ti02在分相結(jié)構(gòu) 中集聚在其中一相的特點，對Ti02析晶進(jìn)行控制，采用化學(xué)處理 去除富堿硼相，從而得到負(fù)載于多孔高硅玻璃載體的納米Ti02光 催化組裝材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明特點是① 采用與傳統(tǒng)陶瓷熔塊制備相似的工藝，易于規(guī)?；a(chǎn)， 成本低廉；② 利用高鈦高爐渣為主要原料，即可提高其應(yīng)用價值，又可 降低Ti02光催化材料的制備成本，實現(xiàn)以廢制廢；③ 本方法制備的Ti02直接在Si02多孔載體上生成，負(fù)載牢固， 易于回收，反應(yīng)活性高，使用壽命長。④ 本方法制備的光催化組裝材料在太陽光下對有機(jī)物的光 催化降解率達(dá)到78%，可廣泛應(yīng)用于環(huán)境治理、水處理、無污染 化學(xué)反應(yīng)及抗菌凈化等方面。
圖l為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖及實施例詳述本發(fā)明。實施例1:一種利用高鈦高爐渣直接制備光催化組裝材料的方法，按下 述步驟進(jìn)行a.配料(wt。/o):高鈦高爐渣70wt。/0，石英20wt%，硼砂10wt%;原料中化學(xué)成分(wt%): Si02: 43. 35wt%， A1203: 16. 98wt%, Fe203: 0. 52wt%， Ti02: 7. 36wt%， CaO: 15.62wt%， MgO: 8.24wt%， K20: 0. 41wt%， Na202.45wt%， B203: 5. 07wt%。b. 熔融:溫度1300。C，時間2小時。c. 熱處理溫度750。C 850。C，時間18小時。d. 溶出處理溫度85。C 90。C，時間48小時，水洗至pH=7。實施例2:一種利用高鈦高爐渣直接制備光催化組裝材料的方法，按下 述步驟進(jìn)行a. 配料(wt。/。)高鈦高爐渣50wt。/。，石英12. 5wt。/。，硼酸12wt%, 硼砂25.5wt%;原料中化學(xué)成分(wt%): Si02 : 32 . 35wt%， A1203: 13. 47wt%， Fe203: 0. 41wt%， Ti02: 5. 84wt%， CaO: 12. 40wt%， MgO: 6.54 wt%， K20: 0. 32wt%， Na206 . 60 wt%, B 203: 22. 07wt%。b. 熔融溫度130(TC，時間2小時。c. 熱處理:溫度750。C 850。C，時間18小時。d. 溶出處理溫度85。C 90。C，時間48小時，水洗至pH=7。
權(quán)利要求
1、一種利用高鈦高爐渣直接制備光催化組裝材料的方法，其步驟是a.配料(wt％)石英10～22wt％，硼砂5～28wt％，硼酸0～15wt％，高鈦高爐渣45～72wt％；原料中化學(xué)成分(wt％)SiO231.10～45.26wt％，Al2O312.4～17.53wt％，F(xiàn)e2O30.38～0.55wt％，TiO24.59～7.65wt％，CaO12.20～17.8wt％，MgO6.12～8.56wt％，K2O0.28～0.45wt％，Na2O2.32～6.82wt％，B2O34.52～23.11wt％；b.熔融溫度1300℃，時間2小時；c.熱處理溫度750℃～850℃，時間18小時；d.溶出處理溫度85℃～90℃，時間48小時，水洗至pH＝7。
全文摘要
本發(fā)明涉及光催化材料的制備方法，尤其是一種利用高鈦高爐渣直接制備光催化組裝材料的方法。其步驟是配料(wt％)石英10～22，硼砂5～28，硼酸0～15，高鈦高爐渣45～72；原料中化學(xué)成分(wt％)SiO<sub>2</sub>31.10～45.26，Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>12.4～17.53，F(xiàn)e<sub>2</sub>O<sub>3</sub>0.38～0.55，TiO<sub>2</sub>4.59～7.65，CaO12.20～17.8，MgO6.12～8.56，K<sub>2</sub>O0.28～0.45，Na<sub>2</sub>O 2.32～6.82，B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>4.52～23.11；熔融1300℃，2小時；熱處理750℃～850℃，18小時；溶出處理85℃～90℃，48小時，水洗至pH＝7。本發(fā)明以廢制廢，成本低廉；TiO<sub>2</sub>可直接在SiO<sub>2</sub>多孔載體上生成，負(fù)載牢固，易于回收，反應(yīng)活性高，使用壽命長；可廣泛應(yīng)用于環(huán)境治理、水處理、無污染化學(xué)反應(yīng)及抗菌凈化等方面。
文檔編號B01J23/78GK101402035SQ200810180508
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者張文麗, 金建國 申請人:河北理工大學(xué)