CN108722422A - 一种赤泥活化改性的方法及应用 - Google Patents
一种赤泥活化改性的方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108722422A CN108722422A CN201710265875.8A CN201710265875A CN108722422A CN 108722422 A CN108722422 A CN 108722422A CN 201710265875 A CN201710265875 A CN 201710265875A CN 108722422 A CN108722422 A CN 108722422A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- red mud
- acid
- activation modification
- titanium oxide
- activation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000004913 activation Effects 0.000 title claims abstract description 43
- 238000012986 modification Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 230000004048 modification Effects 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 21
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 10
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 9
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 9
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000004131 Bayer process Methods 0.000 claims description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 3
- 244000248349 Citrus limon Species 0.000 claims 1
- 235000005979 Citrus limon Nutrition 0.000 claims 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 abstract description 10
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 20
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 8
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 2
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- 244000101724 Apium graveolens Dulce Group Species 0.000 description 1
- 235000015849 Apium graveolens Dulce Group Nutrition 0.000 description 1
- 235000010591 Appio Nutrition 0.000 description 1
- 101100136092 Drosophila melanogaster peng gene Proteins 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N SnO2 Inorganic materials O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003087 TiOx Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/745—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/78—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali- or alkaline earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/34—Organic compounds containing oxygen
- C02F2101/345—Phenols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/02—Specific form of oxidant
- C02F2305/023—Reactive oxygen species, singlet oxygen, OH radical
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种简易高效的赤泥活化改性方法，1）赤泥粉末、氧化钛、水以及酸进行混合，同时辅助超声在一定温度下进行搅拌；2）过滤洗涤、烘干和焙烧，然后将焙烧后改性的赤泥研磨过筛，即可得到活化改性赤泥。将活化改性后的赤泥用于光催化降解受苯酚污染的废水中，与未活化的赤泥降解受苯酚污染的废水相比，活化后的赤泥能够有效降解废水中的苯酚。本发明所提供的技术给出了一种赤泥活化的方法，同时提供了一种赤泥资源化利用的新工艺。
Description
技术领域
本发明属于化工环保技术领域，具体地说，提出了一种赤泥活化改性的方法以及将其应用于光催化降解污染废水的应用。
背景技术
氧化铝的生产原料主要是铝土矿，生产方法主要有拜耳法、烧结法和联合法，氧化铝生产过程中产生的固体废物主要是赤泥。拜耳法每生产1吨氧化铝产生赤泥0.3-2 吨，烧结法每生产1吨氧化铝产生赤泥约为1.8吨，联合法每生产1吨氧化铝产生约0.96 吨赤泥。
据报道，2003年我国赤泥年排放约在500 万吨以上。目前大多赤泥采用堆场湿法存放或脱水干化等简单处置，这种处置方式所引发的问题非常显著：1）建造堆场占用了大量土地资源；2）赤泥中含碱和少量放射性物质，长期堆存经晒干后造成粉尘飞扬，严重污染大气；3）由于风吹雨淋致使赤泥流入江河湖泊，造成淤塞、毒化水质，直接影响农业和渔业生产，成为重要的污染物，严重危害了生态环境。因此，对赤泥进行综合利用和无害化处理，特别是大规模再利用赤泥十分必要。
由于赤泥具有相对稳定的化学组成、较高的比表面积，使得它具备一定的应用价值。
目前国内外对赤泥的利用主要有建材、硅肥、陶瓷工业、工业催化、水处理等。如彭小芹等利用拜耳法赤泥制备了水泥砂浆增稠材料，赤泥的掺入可提高砂浆拌合物的和易性，在掺入质量分数为50%时，其分层度与其稠度相近的水泥砂浆相比，从29mm降低至2mm,泌水率从13%降低至1%,凝结时间延长约1h，但仍能满足M7.5砌筑砂浆的强度等基本性能要求。姜怡娇等以赤泥为主要原料生产了一种釉面砖，用来取代传统的陶瓷原料，这种方法不仅降低了材料的成本，同时为环境保护做出了贡献，其主要生产工艺过程为原料、预加工、配料、料滚制备加稀释剂、喷雾干燥、压型、干燥、施釉、锻烧、包装等。土耳其的G.Akay等人采用赤泥作为附剂过滤法去除水中的磷酸盐。将赤泥经过硫化活化后，可以将其用作石油化工行业的催化剂。Salvador Ordonez等将硫化活化赤泥作为氢化脱氯的催化剂，该催化剂不仅经济效益明显，而且该研究对于环境中氟氯烃类物质的去除有一定的贡献。
超声化学是利用超声能量加速和控制化学反应，提高反应产率和引发新的化学反应的一门边缘学科。超声作用源于超声“空化”。对于固－液非均相体系，空化所产生的核振荡、微射流能够冲击流体，表现为流体湍动和颗粒强烈的相互碰撞，有利于组分在微孔内的扩散，将超声波用于催化剂的制备过程，可增加活性组分的渗透性，使其均匀分散，所得到的催化剂具有活性物种分散均匀且活性高等优良性能（J. Mol. Catal., 1981, 1:253）。
光催化氧化技术是指在催化剂存在下，利用光辐射激发催化剂分子，产生强氧化剂，如.OH，从而将有机污染物降解为CO2和H2O等无机小分子的技术。多相光催化降解多以半导体金属氧化物或硫化物等光敏半导体为催化剂，在光的激发下产生电子空穴对，吸附在半导体上的溶解氧、水分子等与电子-空穴反应，产生.OH等氧化性较强的自由基，污染物通过与.OH之间的羟基加和、取代、电子转移等而被氧化甚至矿化。通常半导体光催化剂主要有TiO2、ZnO、SnO2及CdS等，在已知的光催化半导体材料中，TiO2不仅光催化活性优异，且具有耐酸碱腐蚀、稳定性好、成本低、无毒等优点，成为应用最广泛的光催化剂。
目前赤泥与氧化钛复合主要采用机械混合或溶胶-凝胶法，所制备的复合材料应用于光催化降解污染废水，但是这些工艺所制备赤泥与氧化钛混合不均匀，协调作用差，在一定程度上制约了降解污染物能力。本发明提供了在超声作用下，利用热酸活化赤泥，同时将氧化钛有效涂覆在活化的赤泥上，一步法制备高分散赤泥-氧化钛复合材料，应用于光催化降解污染废水的反应中，具有重要的理论研究意义和实际应用价值。
发明内容
本发明提供了一种赤泥资源化利用的新途径，在超声所释放的微射流作用下，将氧化钛高效涂覆于热酸活化的赤泥上，经过热酸处理，赤泥表面释放出更多活性官能团，同时扩大孔隙，另外赤泥中主要成分之一铁能够进入氧化钛晶格，提供光响应范围，显示出较强的光催化性能。
本发明所述赤泥活化改性的方法，其特征在于赤泥粉末、氧化钛、水以及酸进行超声混合搅拌，过滤洗涤、烘干及焙烧，改性后赤泥粒径研磨至60目-100目，氧化钛的质量为赤泥质量的5-20%，改性后的赤泥在废水处理工艺中显示出优异的降解污染物能力。
一般地，本发明制备方法是：称取100-400份赤泥粉末、10-20份氧化钛、200-800份水、20-40份酸，利用超声波发生的超声力量进行混合，所形成的浑浊液在30-90 ℃下机械搅拌，搅拌完成后，过滤洗涤、烘干、焙烧，研磨筛分，所制备的活化改性赤泥-氧化钛复合材料用于废水处理。
所选择的酸可为硝酸、硫酸、柠檬酸、醋酸、盐酸、磷酸，也可为其中两种或两种以上的混合物，优选磷酸和柠檬酸。
所选择的超声波功率在30 W-200 W，优选40 W-120 W。
所选择的超声波频率在频率为25-75 kHz，优选50 kHz。
所选择的搅拌处理温度为30-90 ℃，优选50-80 ℃。
所述搅拌时间为2-10 h，优选4-6 h。
所述焙烧时间为2-4 h。
所述焙烧温度为300-600℃。
所选择的赤泥可为拜耳法、烧结法、联合法所产生的赤泥。
所述活化改性赤泥的用途，用于光催化降解受苯酚污染的废水。
本发明技术效果：提供了一种赤泥资源化利用新途径，经过热酸处理后的赤泥释放出更多孔隙，提高了比表面积，同时表面产生了更多的活性自由基，超声所释放的微射流所释放的能量，有效促进氧化钛纳米颗粒微粒子进入到赤泥孔隙中，赤泥中的主要组分铁进入到氧化钛晶格中，扩大了氧化钛的光响应范围，活化后的赤泥与氧化钛之间发生强烈的相互作用，改善了机械混合或溶胶-凝胶法所制备赤泥-氧化钛弱的协同作用，利用本发明所制备的活化改性赤泥-氧化钛复合纳米材料在光催化降解含苯酚污水中，显示出较强的去除苯酚能力，能够有效将苯酚转化为CO2和H2O。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明进行阐述。但是，应该知道，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。
光催化降解含苯酚污水实验：将0. 5 g 活化改性的赤泥-氧化钛纳米微粒与300mL 0.1 g/L苯酚水溶液在500 mL的恒温容器中混合，用10 W的紫外灯照射降解6 h，离心分离后，取上层清液，用紫外-可见分光光度计在270 nm处测吸光度。对照试验显示，在0.001~ 0.1 mol/L范围内，溶液中苯酚浓度与吸光度成正比关系，通过标准曲线，可确定反应6 h后溶液中剩余的苯酚浓度，由此计算得到苯酚的降解率，以此反映所制备的TiO2的光催化活性。空白试验显示，在有光照而无催化剂时，苯酚降解率 < 10％，可基本忽略其对催化活性的影响。每次活性测试均重复三次以上，重复实验结果在允许的误差范围以内(<±5%)。
实施例1
分别称取25 g赤泥粉末、2.5 g氧化钛、50 g水、5 g柠檬酸，将其置于玻璃器皿中，利用固定频率为50 kHz的超声波发生器，在功率为40 W下作用含有上述混合物的玻璃器皿，所形成的浑浊液在80 ℃下机械搅拌，搅拌3h后停止搅拌，过滤洗涤，得到滤饼在100 ℃下烘干，在500 ℃下焙烧3 h，研磨筛分，所制备出的活化改性的赤泥-氧化钛复合材料颗粒粒径在60-100 目。
取0.5 g活化改性的赤泥-氧化钛复合材料用于光催化降解苯酚实验，活性测试结果表明，经过6 h反应后，苯酚降解率为65%。
实施例2
分别称取25 g赤泥粉末、2.5 g氧化钛、50 g水、5 g硫酸，将其置于玻璃器皿中，利用固定频率为50 kHz的超声波发生器，在功率为60 W下作用含有上述混合物的玻璃器皿，所形成的浑浊液在80 ℃下机械搅拌，搅拌3h后停止搅拌，过滤洗涤，得到滤饼在100 ℃下烘干，在500 ℃下焙烧3 h，研磨筛分，所制备出的活化改性的赤泥-氧化钛复合材料颗粒粒径在60-100 目。
取0.5 g活化改性的赤泥-氧化钛复合材料用于光催化降解苯酚实验，活性测试结果表明，经过6 h反应后，苯酚降解率为70%。
实施例3
分别称取20 g赤泥粉末、3 g氧化钛、60 g水、4 g硝酸，将其置于玻璃器皿中，利用固定频率为50 kHz的超声波发生器，在功率为100 W下作用含有上述混合物的玻璃器皿，所形成的浑浊液在60 ℃下机械搅拌，搅拌4 h后停止搅拌，过滤洗涤，得到滤饼在100 ℃下烘干，在400 ℃下焙烧4 h，研磨筛分，所制备出的活化改性的赤泥-氧化钛复合材料颗粒粒径在60-100 目。
取0.5 g活化改性的赤泥-氧化钛复合材料用于光催化降解苯酚实验，活性测试结果表明，经过6 h反应后，苯酚降解率为55%。
实施例4
分别称取30 g赤泥粉末、3 g氧化钛、60 g水、4 g醋酸，将其置于玻璃器皿中，利用固定频率为50 kHz的超声波发生器，在功率为100 W下作用含有上述混合物的玻璃器皿，所形成的浑浊液在60 ℃下机械搅拌，搅拌4 h后停止搅拌，过滤洗涤，得到滤饼在100 ℃下烘干，在400 ℃下焙烧4 h，研磨筛分，所制备出的活化改性的赤泥-氧化钛复合材料颗粒粒径在60-100 目。
取0.5 g活化改性的赤泥-氧化钛复合材料用于光催化降解苯酚实验，活性测试结果表明，经过6 h反应后，苯酚降解率为65%。
实施例5
分别称取10 g赤泥粉末、1.5 g氧化钛、30 g水、6 g磷酸，将其置于玻璃器皿中，利用固定频率为50 kHz的超声波发生器，在功率为100 W下作用含有上述混合物的玻璃器皿，所形成的浑浊液在60 ℃下机械搅拌，搅拌4 h后停止搅拌，过滤洗涤，得到滤饼在100 ℃下烘干，在400 ℃下焙烧4 h，研磨筛分，所制备出的活化改性的赤泥-氧化钛复合材料颗粒粒径在60-100 目。
取0.5 g活化改性的赤泥-氧化钛复合材料用于光催化降解苯酚实验，活性测试结果表明，经过6 h反应后，苯酚降解率为70%。
实施例6
分别称取20 g赤泥粉末、4 g氧化钛、50 g水、6 g磷酸与醋酸混合液，将其置于玻璃器皿中，利用固定频率为50 kHz的超声波发生器，在功率为80 W下作用含有上述混合物的玻璃器皿，所形成的浑浊液在60 ℃下机械搅拌，搅拌3 h后停止搅拌，过滤洗涤，得到滤饼在100 ℃下烘干，在500 ℃下焙烧4 h，研磨筛分，所制备出的活化改性的赤泥-氧化钛复合材料颗粒粒径在60-100 目。
取0.5 g活化改性的赤泥-氧化钛复合材料用于光催化降解苯酚实验，活性测试结果表明，经过6 h反应后，苯酚降解率为60%。
实施例7
分别称取20 g赤泥粉末、4 g氧化钛、50 g水、6 g磷酸，将其置于玻璃器皿中，利用固定频率为50 kHz的超声波发生器，在功率为100 W下作用含有上述混合物的玻璃器皿，所形成的浑浊液在60 ℃下机械搅拌，搅拌4 h后停止搅拌，过滤洗涤，得到滤饼在100 ℃下烘干，在400 ℃下焙烧4 h，研磨筛分，所制备出的活化改性的赤泥-氧化钛复合材料颗粒粒径在60-100 目。
取0.5 g活化改性的赤泥-氧化钛复合材料用于光催化降解苯酚实验，活性测试结果表明，经过6 h反应后，苯酚降解率为80%。
对照实验
分别称取20 g赤泥粉末、4 g氧化钛、50 g水，将其置于玻璃器皿中，进行机械搅拌3 h，过滤洗涤，得到滤饼在100 ℃下烘干，在400 ℃下焙烧4 h，研磨筛分，所制备出赤泥-氧化钛复合材料颗粒粒径在60-100 目。
取0.5 g赤泥-氧化钛复合材料用于光催化降解苯酚实验，活性测试结果表明，经过6 h反应后，苯酚降解率为10%。
利用本发明所制备出的活化改性的赤泥-氧化钛复合材料在光催化降解苯酚反应中，比对照实验所制备出的材料具有更高的降解苯酚能力，显示出广阔的应用前景。
Claims (10)
1.一种赤泥活化改性的方法，其特征在于将赤泥粉末、氧化钛、水以及酸进行超声混合搅拌，过滤洗涤、烘干及焙烧，改性后赤泥粒径研磨至60目-100目，氧化钛的质量为赤泥质量的5-20%。
2.根据权利要求1所述赤泥活化改性的方法，其特征在于赤泥活化改性的方法按如下步骤进行：
（1）称取100-400份赤泥粉末、10-20份氧化钛、200-800 份水、20-40份酸，利用超声波发生的超声力量进行混合，所形成的浑浊液在30-90 ℃下机械搅拌；
（2）搅拌完成后，过滤洗涤、烘干、焙烧，研磨筛分。
3.根据权利要求2所述赤泥活化改性的方法，其特征在于所述的酸为硝酸、硫酸、柠檬酸、醋酸、盐酸、磷酸中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述赤泥活化改性的方法，其特征在于所述的酸为磷酸、柠檬酸或者二者的混合物。
5.根据权利要求2所述赤泥活化改性的方法，其特征在于所选择的超声波功率在30 W-200 W；频率为25-75 kHz。
6.根据权利要求5所述赤泥活化改性的方法，其特征在于所选择的超声波功率在40 W-120 W；频率为50 kHz。
7.根据权利要求1或2所述赤泥活化改性的方法，所选择的搅拌处理温度为30-90 ℃；搅拌时间为2-10 h；焙烧时间为2-4 h；焙烧温度为300-600℃。
8.根据权利要求1或2所述赤泥活化改性的方法，其特征在于搅拌处理温度为50-80℃；搅拌时间为4-6 h。
9.根据权利要求1或2所述赤泥活化改性的方法，其特征在于所选择的赤泥为拜耳法、烧结法或者联合法所产生的赤泥。
10.如权利要求1所述活化改性赤泥的用途，其特征在于将改性赤泥用于光催化降解受苯酚污染的废水。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710265875.8A CN108722422B (zh) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | 一种赤泥活化改性的方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710265875.8A CN108722422B (zh) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | 一种赤泥活化改性的方法及应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108722422A true CN108722422A (zh) | 2018-11-02 |
| CN108722422B CN108722422B (zh) | 2020-10-30 |
Family
ID=63933403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710265875.8A Active CN108722422B (zh) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | 一种赤泥活化改性的方法及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108722422B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112142084A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-12-29 | 广西锋华环保科技有限公司 | 一种利用铝矾土制备聚氯化铝絮凝剂的方法 |
| CN113198445A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-08-03 | 山东大学 | 一种赤泥scr催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113522264A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-10-22 | 合肥水泥研究设计院有限公司 | 一种污泥灰修饰氧化钛-生物炭复合光催化剂及其制备方法、应用 |
| ES2916381A1 (es) * | 2020-12-29 | 2022-06-30 | Univ Coruna | Elemento fotocatalizador para descontaminación de fluidos |
| CN115254110A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-01 | 南京神克隆科技有限公司 | 一种芬顿铁泥基悬浮光催化剂及其制备方法 |
| CN115921491A (zh) * | 2022-11-16 | 2023-04-07 | 贵州九洲高压压力容器有限公司 | 一种低放射性赤泥基材料及其制备方法 |
| CN116351855A (zh) * | 2023-05-17 | 2023-06-30 | 江苏集萃功能材料研究所有限公司 | 晶体改性耦合矿化技术的赤泥类固废资源化利用的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102583528A (zh) * | 2012-02-15 | 2012-07-18 | 山西同华科技有限公司 | 一种用氧化铝赤泥制备二氧化钛的方法 |
| CN104120268A (zh) * | 2014-08-01 | 2014-10-29 | 广西百合化工股份有限公司 | 一种常压低温下从钛白废酸和拜尔法赤泥中提取钪的方法 |
| CN106032285A (zh) * | 2015-03-13 | 2016-10-19 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种氧化铝的回收方法 |
-
2017
- 2017-04-21 CN CN201710265875.8A patent/CN108722422B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102583528A (zh) * | 2012-02-15 | 2012-07-18 | 山西同华科技有限公司 | 一种用氧化铝赤泥制备二氧化钛的方法 |
| CN104120268A (zh) * | 2014-08-01 | 2014-10-29 | 广西百合化工股份有限公司 | 一种常压低温下从钛白废酸和拜尔法赤泥中提取钪的方法 |
| CN106032285A (zh) * | 2015-03-13 | 2016-10-19 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种氧化铝的回收方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王冠宇: "改性赤泥的制备及光催化性能的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112142084A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-12-29 | 广西锋华环保科技有限公司 | 一种利用铝矾土制备聚氯化铝絮凝剂的方法 |
| ES2916381A1 (es) * | 2020-12-29 | 2022-06-30 | Univ Coruna | Elemento fotocatalizador para descontaminación de fluidos |
| WO2022144481A1 (es) | 2020-12-29 | 2022-07-07 | Universidade Da Coruña | Elemento fotocatalizador para descontaminación de fluidos |
| CN113198445A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-08-03 | 山东大学 | 一种赤泥scr催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113522264A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-10-22 | 合肥水泥研究设计院有限公司 | 一种污泥灰修饰氧化钛-生物炭复合光催化剂及其制备方法、应用 |
| CN113522264B (zh) * | 2021-08-10 | 2023-10-10 | 合肥水泥研究设计院有限公司 | 一种污泥灰修饰氧化钛-生物炭复合光催化剂及其制备方法、应用 |
| CN115254110A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-01 | 南京神克隆科技有限公司 | 一种芬顿铁泥基悬浮光催化剂及其制备方法 |
| CN115921491A (zh) * | 2022-11-16 | 2023-04-07 | 贵州九洲高压压力容器有限公司 | 一种低放射性赤泥基材料及其制备方法 |
| CN116351855A (zh) * | 2023-05-17 | 2023-06-30 | 江苏集萃功能材料研究所有限公司 | 晶体改性耦合矿化技术的赤泥类固废资源化利用的方法 |
| CN116351855B (zh) * | 2023-05-17 | 2023-08-15 | 江苏集萃功能材料研究所有限公司 | 晶体改性耦合矿化技术的赤泥类固废资源化利用的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108722422B (zh) | 2020-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108722422A (zh) | 一种赤泥活化改性的方法及应用 | |
| CN102219458B (zh) | 一种生态混凝土及其制备方法 | |
| Sanalkumar et al. | Self-cleaning performance of nano-TiO2 modified metakaolin-based geopolymers | |
| CN103833285B (zh) | 高强度光催化水泥基复合浆料及其产品的制备方法 | |
| CN109012721A (zh) | 一种磷酸银/石墨相氮化碳复合光催化剂的制备方法 | |
| CN103977826B (zh) | 一种改性的TiO2涂层及其制备方法 | |
| CN106824213A (zh) | 一种钴氧化物掺杂的碱式碳酸铋/氯氧化铋光催化剂及其制备方法 | |
| CN101298045B (zh) | 用于催化氧化的金属/二氧化钛催化剂及其制备方法 | |
| CN106044842B (zh) | 一种扇形羟基氟化锌的制备方法及其应用 | |
| CN110420639A (zh) | 一种四氧化三钴材料及其制备和应用方法 | |
| CN108525702A (zh) | 一种用于污水处理的负载型氯氧化铋光催化剂及制备方法 | |
| CN103934036B (zh) | 一种二氧化钛-纤维素复合材料的制备方法 | |
| CN106807400B (zh) | 一种复合铁酸铋光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN107511154A (zh) | 一种海胆状CeO2/Bi2S3复合可见光催化剂及其制备方法 | |
| CN108404995A (zh) | 多孔磁性复合羊毛负载铑掺杂BiOBr光催化剂的制备 | |
| CN103193265A (zh) | 一种掺杂Ag/AgCl的螺旋状TiO2纳米线的制备方法 | |
| CN108069657A (zh) | 一种可降解甲醛的硅藻泥 | |
| CN103920504A (zh) | 树枝形二氧化钛包覆硫化镉中空双壳层材料的制备及应用 | |
| CN108455932A (zh) | 一种基于磁力牵引的表面喷浆光催化材料富集方法 | |
| CN109603870A (zh) | 一种双金属取代固体杂多酸盐复合催化剂的制备与应用 | |
| CN110327928A (zh) | 一种高效降解有机污染物的光催化剂及其制备方法 | |
| CN109482238A (zh) | 一种三价钛-二氧化钛-卟啉/氮化碳复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN103506104B (zh) | 玻璃片载体上碳掺杂TiO2可见光响应催化膜及其制备方法 | |
| CN107537507A (zh) | 一种C/Co3O4/BiVO4复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN105368096A (zh) | 一种煤系高岭土制备纳米级涂料专用活化粉的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Liuhe District of Nanjing City, Jiangsu province 210048 geguan Road No. 699 Patentee after: China Petroleum & Chemical Corp. Patentee after: SINOPEC NANJING CHEMICAL RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. Address before: Liuhe District of Nanjing City, Jiangsu province 210048 geguan Road No. 699 Patentee before: China Petroleum & Chemical Corp. Patentee before: Nanhua Group Research Institute |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |