[發明專利]一種硼摻雜含鈦高爐渣多孔陶瓷光催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 202010106108.4
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111233508A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 鄧先功;郝晶淼;殷加強;冉松林;鄧海亮;陳翔;樊傳剛
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C04B38/10
• 分類號: C04B38/10;C04B33/13;C04B33/138;B01J35/10;B01J35/00;B01J21/06;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 陳波;陳慕

本發明提供了一種硼摻雜含鈦高爐渣多孔陶瓷光催化劑的制備方法，涉及光催化技術領域，制備方法包括以下步驟：步驟一：制備含鈦高爐渣粉體；步驟二：含鈦高爐渣粉體和含硼化合物粉體混合制得混合粉體；步驟三：穩泡劑浸泡于去離子水中，攪拌制得溶液；步驟四：將促凝劑、異丁烯?馬來酸酐共聚物和混合粉體加入步驟三的溶液中，攪拌，制得硼摻雜含鈦高爐渣漿料；步驟五：向漿料中加入發泡劑，攪拌，制得泡沫漿料；步驟六：將泡沫漿料注入模具中，原位固化，脫模，制得坯體；步驟七：坯體干燥，煅燒，制得硼摻雜含鈦高爐渣多孔陶瓷光催化劑；本發明制備工藝簡單、成本低；其制品孔隙率高、孔徑小、光催化降解性能好。

技術領域

本發明涉及光催化技術領域，具體涉及一種硼摻雜含鈦高爐渣多孔陶瓷光催化劑的制備方法。

背景技術

現代工業的發展給人類帶來巨大財富，但是也給環境帶來了嚴重的污染。其中，水污染更為嚴重。隨著我國紡織印染行業的快速發展，印染廢水成為我國工業廢水中重要的污染源之一，致使水資源嚴重惡化，嚴重危及人類的健康。近年來，我國印染廢水的總排放量約為15億噸/年。因此，如何提高廢水的治理效率，并降低治理成本，已成為現代化發展的當務之急。

含鈦高爐渣是釩鈦磁鐵礦在采用高爐-轉爐冶煉提取鐵、釩資源過程中產生的一種工業副產物。據統計，當前我國含鈦高爐渣堆放量超過7000萬噸，且每年以300～400萬噸的堆積量增加。與普通高爐渣相比，含鈦高爐渣中二氧化鈦的含量約為10～24％。鈦是我國重要的戰略資源，含鈦高爐渣是我國特有的人造二次鈦資源。大量含鈦高爐渣的堆積，不僅浪費寶貴的鈦資源，而且占用大量土地。若處理不當，會嚴重污染環境、破壞生態平衡。如何低成本、高附加值的全組分綜合利用含鈦高爐渣是當務之急。

眾所周知，二氧化鈦具有優異的催化活性、無毒、化學穩定好等優點，在光催化處理染料廢水領域得到了廣泛的研究與應用。而含鈦高爐渣中因含有約10～24％的二氧化鈦，使其具有一定的光催化性能。因此，含鈦高爐渣整體用作光催化材料成為高附加值、整體綜合利用的一個研究熱點。目前，常用的光催化劑有零維超細粉體、二維膜狀或網狀光催化材料及三維的氣凝膠光催化材料。零維的光催化粉體雖然具有優異的光催化性能，但光催化降解后催化粉體分離回收困難，易造成二次污染；二維的膜狀或網狀光催化材料較零維粉體更易分離回收利用，但光催化能力有限；三維的氣凝膠光催化材料，雖然是具有較多氣孔的塊體光催化材料，但其力學性能差，氣孔結構脆弱，難以重復循環利用。因此，開發力學性能好、可重復循環利用的塊體光催化材料是光催化領域的一個研究熱點。

發明內容

本發明為克服現有技術的不足，提供了一種工藝簡單、易于控制和成本低的硼摻雜含鈦高爐渣多孔陶瓷光催化劑的制備方法，采用該工藝制備的含鈦高爐渣多孔陶瓷光催化劑具有孔隙率高、孔徑小、光催化降解性能好、力學性能優異和產業化應用前景大。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種硼摻雜含鈦高爐渣多孔陶瓷光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：將含鈦高爐渣通過粉碎、振動磨、球磨和過篩制得含鈦高爐渣粉體；

步驟二：將80～99.8wt％所述的含鈦高爐渣粉體和0.2～20wt％含硼化合物粉體混合均勻，制得混合粉體；

步驟三：按穩泡劑:去離子水的質量比為(0.0005～0.01):1，將穩泡劑浸泡于去離子水中24～48h，攪拌制得溶液；

步驟四：按促凝劑:異丁烯-馬來酸酐共聚物:混合粉體:去離子水的質量比為(0.005～0.05):(0.002～0.02):(1～4):1，將促凝劑、異丁烯-馬來酸酐共聚物和混合粉體加入步驟三制得的溶液中，攪拌5～30min，制得硼摻雜含鈦高爐渣漿料；

步驟五：按發泡劑:硼摻雜含鈦高爐渣漿料的體積比為(0.004～0.02):1，向所述硼摻雜含鈦高爐渣漿料中加入發泡劑，攪拌5～40min，制得泡沫漿料；