[發明專利]鋼渣基無機聚合物-氧化鋅半導體復合催化劑的制備及其在降解染料廢水中的應用

有效

• 申請號: 201210166582.1
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102698763A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 張耀君;劉禮才;王丙麗;倪路路;王亞超
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B01J23/80
• 分類號: B01J23/80;C02F1/32;C02F101/38
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明屬于無機半導體復合催化劑的制備及其在廢水處理領域中的應用，具體涉及一種鋼渣基無機聚合物-氧化鋅半導體復合催化劑的制備及其在降解染料廢水中的應用。?

背景技術

我國是一個鋼鐵大國，2010年我國粗鋼產量為6.2665億噸，約占世界鋼產量的44.3%^[1]，每生產1噸粗鋼,就會產生15%-20%的鋼渣，僅2010年我國排放的鋼渣超過1億噸，當前，國內煉鋼廠堆積的鋼渣總量超過2億噸,占地1萬多畝,而且每年仍以3000多萬噸的數量增長^[2]。鋼渣的長期放置，不僅占用大量的良田，破壞生態；而且長期日曬雨淋還會造成嚴重的環境污染。目前鋼渣主要用于道路工程、建筑回填、煉鋼熔劑、用于水泥或混凝土摻合料以及作為吸附劑用于污水處理等領域,其綜合利用率為50%左右^[2]，其中絕大部分主要用于筑路和回填。?

鋼渣作為吸附劑用于吸附染料廢水的研究結果表明，鋼渣因其表面帶有負電荷而容易吸附陽離子染料,對陰離子染料的吸附效果差^[3-7]。王雯等^[8]開展了兩種陽離子染料孔雀石綠、亞甲基藍以及陰離子染料剛果紅在鋼渣上吸附作用的對比研究，結果發現鋼渣對孔雀石綠的吸附去除效果最佳，剛果紅次之,而對亞甲基藍幾乎沒有吸附作用。謝復青^[9]的研究結果也表明鋼渣對亞甲基藍染料廢水吸附能力極差，只有對鋼渣進行改性以提高其吸附活性。由此可見，陰離子以及陽離子染料在鋼渣表面的吸附不僅取決于鋼渣表面電荷的種類，而且可能與染料分子和鋼渣的結合方式有關，因此，鋼渣作?為吸附劑對廢水染料的吸附具有一定的局限性。更值得關注的是染料分子僅僅是物理吸附于鋼渣表面及孔道內，當達到飽和吸附量，鋼渣就失去了吸附脫色的作用，需通過高溫等方法處理，使吸附于鋼渣表面的染料分子降解，這樣會帶來二次污染。因此，如何規模化、無二次污染、高附加值資源化利用鋼渣是鋼渣利用面臨的難題。?

通過查閱大量的專利及文獻資料，沒有發現有關鋼渣基無機聚合物-氧化物半導體復合催化劑的制備以及將該催化劑用于染料降解的文獻及專利報導。?

以下是發明人給出的參考文獻：?

[1]李遼沙，轉爐渣資源化利用的歷史沿革及趨勢展望，世界鋼鐵4(2011)62-67。?

[2]程緒想，楊全兵，鋼渣的綜合利用，粉煤灰綜合利用5(2010)45-49。?

[3]趙艷鋒，王艷，劉露,鋼渣處理堿性品紅染料廢水的實驗研究,長春理工大學學報34(4)(2011)91-93。?

[4]A.Bhatnagar,A.K.Jain,A?comparative?adsorption?study?with?different?industrial?wastes?as?adsorbents?for?the?removal?of?cationic?dyes?from?water,J.Colloid?Interface.Sci.281(2004)49-55。?

[5]K.R.Ranmakrishna,Dye?removal?us?ing?low?cost?adsorbents,Water?Sci.Technol.36(1997)189-196。?

[6]范世鎖,湯鋒,喻謹,章駿,鋼渣在廢水處理方面的應用研究,安徽農業科學38(32)(2010)18282-18283。?

[7]謝復青,李建章，鋼渣吸附-高溫再生處理活性翠藍染料廢水，化工技術與開發35(9)(2006)42-44。?

[8]王雯,謝麗,王帥,周琪,鋼渣對陰離子染料剛果紅的吸附特性和?機理,同濟大學學報38(8)(2010)1182-1187。?

[9]謝復青,改性鋼渣處理亞甲基藍染料廢水研究,針織工業1（2006）68-70。?

發明內容

本發明的目的在于，提供一種新型鋼渣基無機聚合物-氧化鋅半導體復合催化劑的制備方法。并將制得的該鋼渣基無機聚合物-氧化鋅半導體復合催化劑應用于剛果紅染料或亞甲基藍染料廢水降解反應的新領域。?

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：?

一種鋼渣基無機聚合物-氧化鋅半導體復合催化劑的制備方法，其特征在于，該方法首先以工業固體廢棄物鋼渣為原料，在硅酸鈉的激發下，生成鋼渣基無機聚合物膠凝材料，然后將該鋼渣基無機聚合物膠凝材料浸漬于硝酸鋅水溶液中，再經焙燒形成鋼渣基無機聚合物-氧化鋅半導體復合催化劑。?

制備具體包括下列步驟：?