CN109126685A - 一种利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法 - Google Patents
一种利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109126685A CN109126685A CN201810989589.0A CN201810989589A CN109126685A CN 109126685 A CN109126685 A CN 109126685A CN 201810989589 A CN201810989589 A CN 201810989589A CN 109126685 A CN109126685 A CN 109126685A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blast furnace
- furnace slag
- titanium blast
- adsorbent material
- centrifuged
- 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.)
- Pending
Links
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 56
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 title claims abstract description 41
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000008236 heating water Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims abstract description 16
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 32
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 239000012901 Milli-Q water Substances 0.000 claims description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000011002 quantification Methods 0.000 claims description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims 1
- 229910001051 Magnalium Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 abstract description 8
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 abstract description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 abstract description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 abstract description 3
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- -1 hydrogen Sodium hydroxide Chemical class 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material 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
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/103—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate comprising silica
-
- 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
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
- B01J20/041—Oxides or hydroxides
-
- 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
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
-
- 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
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
- B01J20/08—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04 comprising aluminium oxide or hydroxide; comprising bauxite
-
- 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
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/32—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/34—Manganese
-
- B01J35/39—
-
- 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
- B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
- B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
- B01J2220/42—Materials comprising a mixture of inorganic materials
-
- 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
- B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
- B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
- B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
- B01J2220/4875—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being a waste, residue or of undefined composition
Abstract
本发明公开了一种利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法，将高钛高炉渣研磨，先溶于酸性溶液中，密封，超声波振荡，水浴加热，冷却至常温后离心，洗涤，再离心，收集上清液，将上清液利用碱性溶液调节pH，密封，水浴加热，冷却至常温后离心，清洗，离心获得沉淀物，将沉淀物冷冻干燥，即得到光催化吸附材料。本发明制备工艺简单、低成本、低能耗；原料消耗了高炉冶炼排放大量的高钛高炉渣，大大提高钢铁企业含钛固废的资源化利用，节省了高钛高炉渣存放空间和费用，具有很大的现实意义和市场竞争力；本发明制备的光催化吸附材料为镁铝水滑石负载TiO2材料，兼备TiO2的光催化作用和镁铝水滑石对阴离子的吸附作用。
Description
技术领域
本发明属于材料化学及固体废弃物综合利用领域，具体涉及一种利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法。
背景技术
高钛高炉渣(TiO2含量18～30％)一直是钢铁工业固体废弃物再资源化综合利用的研究热点和难点。钒钛磁铁矿经过高炉炼铁工艺之后，大部分的钛会富集到高炉渣内。近几十年来，针对高钛高炉渣资源利用已做了大量的研究工作，由于一直没有找到高钛高炉渣高效综合利用的方法，每年我国钢铁行业都会积存大量的高钛高炉渣，造成环境污染和钛资源浪费。
纳米TiO2光催化材料是一种新型的环境功能材料，主要应用于空气中、水中的有害物质光催化降解，并且具有良好的杀菌作用，在环境治理领域中具有广阔的应用前景。目前，纳米TiO2光催化材料的制备多采用溶胶凝胶法，原料成本和运行成本高、工艺不适合规模化等缺点制约了光催化技术的发展。
现有的利用高钛高炉渣制备光催化材料的方法稀少，公开的利用高钛高炉渣直接制备光催化组装材料的方法主要使用石英、硼砂、硼酸和高钛高炉渣为原料，1300℃熔融处理2小时后，750～850℃热处理18小时，然后在85～90℃条件下溶出48小时，最后水洗溶出物至pH＝7，烘干之后获得光催化组装材料。该方法制备的光催化组装材料为多孔SiO2负载TiO2材料。其弱点在于原料成本高，耗能高，工艺流程复杂，反应时间长。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供了一种制作成本低、耗能低，能实现含钛固废资源化利用的利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法。
本发明的实施例提供一种利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法，将高钛高炉渣研磨，先溶于酸性溶液中，密封，超声波振荡，水浴加热，冷却至常温，离心，洗涤，离心，收集上清液，再将上清液利用碱性溶液调节pH，密封，水浴加热，冷却至常温，反复清洗，离心，获得沉淀物，将沉淀物冷冻干燥，即得到光催化吸附材料。
进一步，具体包括以下步骤：
(1)将高钛高炉渣研磨至30-60um；
(2)称取定量步骤(1)制备的高钛高炉渣细粉溶于盐酸溶液中，使用封口膜密封，超声波振荡10-40min；
(3)使用水浴锅在90-100℃下水浴加热12-24h；
(4)冷却至常温，离心，利用超纯水洗涤3次后离心收集上清液，上清液使用NaOH溶液调节pH为10.5-11.5；
(5)使用封口膜密封，使用水浴锅在55-70℃水浴加热16-20h；
(6)冷却至常温后离心，利用超纯水清洗3次后离心获得沉淀物，冷冻干燥沉淀物，即得到光催化吸附材料。
进一步，所述高钛高炉渣主要化学组分按重量百分比计为：CaO 26.50％、MgO8.90％、SiO2 24.98％、Al2O3 13.72％、TFe 1.29％、MnO 0.83％、TiO2 23.50％、V2O50.28％。
进一步，所述盐酸溶液的浓度为2-5mol/l。
进一步，所述超声波振荡利用超声波振荡器，所述超声波振荡器的振荡功率为60-100％。
进一步，所述NaOH溶液的浓度为2-10mol/l。
进一步，所述离心利用离心机，所述离心机的转速为2000-5000rpm，离心时间为5-10min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：制备工艺简单、低成本、低能耗；原料消耗了高炉冶炼排放大量的高钛高炉渣，大大提高钢铁企业含钛固废的资源化利用，节省了高钛高炉渣存放空间和费用，具有很大的现实意义和市场竞争力；另外，在90～100℃水浴条件下，利用盐酸的强酸性能把高钛高炉渣中的Ti、Mg、Al、Ca、Mn、V等金属元素尽可能地溶解到溶液中，收集上清液，再使用氢氧化钠溶液调节上清液pH至10.5-11.5，密封后在55-70℃水浴加热16-20h过程中陈化合成镁铝水滑石负载TiO2材料，其中也负载了少量的MnO和V2O5，使最终制备的光催化吸附材料为镁铝水滑石负载TiO2材料，兼备TiO2的光催化作用和镁铝水滑石对阴离子的吸附作用。
附图说明
图1是本发明一种利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法的一流程图。
图2是本发明一实施例制得的光催化吸附材料的扫描电镜表征图。
图3是本发明一实施例制得的光催化吸附材料的XRD表征图。
图4是本发明一实施例制得的光催化吸附材料的红外光谱表征图。
图5是本发明一实施例制得的光催化吸附材料的紫外漫反射表征图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1，本发明的实施例提供了一种利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法，将高钛高炉渣研磨，先溶于酸性溶液中，密封，超声波振荡，水浴加热，冷却至常温，离心，洗涤，离心，收集上清液，再将上清液利用碱性溶液调节pH，密封，水浴加热，冷却至常温，反复离心，清洗，获得沉淀物，将沉淀物冷冻干燥，即得到光催化吸附材料。
高钛高炉渣主要化学组分按重量百分比计为：CaO 26.50％、MgO 8.90％、SiO224.98％、Al2O3 13.72％、TFe 1.29％、MnO 0.83％、TiO2 23.50％、V2O5 0.28％。
具体包括以下步骤：
(1)将高钛高炉渣研磨至30-60um；
(2)称取定量步骤(1)制备的高钛高炉渣细粉溶于盐酸溶液中，使用封口膜密封，超声波振荡10-40min；盐酸溶液的浓度优选为为2-5mol/l；超声波振荡利用超声波振荡器，所述超声波振荡器的振荡功率为60-100％；
(3)使用水浴锅在90-100℃下水浴加热12-24h；
(4)冷却至常温后离心，利用超纯水洗涤3次后离心收集上清液，上清液使用NaOH溶液调节pH为10.5-11.5；NaOH溶液的浓度优选为2-10mol/l；
(5)使用封口膜密封，使用水浴锅在55-70℃水浴加热16-20h；
(6)冷却至常温，反复洗涤离心，离心利用离心机，所述离心机的转速为2000-5000rpm，离心时间为5-10min，利用超纯水清洗3次后获得沉淀物，冷冻干燥沉淀物，即得到光催化吸附材料。
实施例1
一种利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法，制备方法及应用步骤为：
高钛高炉渣研磨至30-60um；再称取10g高钛高炉渣细粉溶于200ml盐酸溶液中，盐酸溶液浓度为2mol/l，使用封口膜密封并超声波振荡20min；然后在恒温水浴锅中95℃水浴加热12h；待冷却至常温后离心并使用超纯水3次洗涤后离心收集上清液，上清液使用5mol/l NaOH溶液调节滤液pH为11.5；再使用封口膜密封后在70℃水浴加热16h；冷却至常温后离心，再使用超纯水清洗3次后离心再次获得沉淀物，最后冷冻干燥沉淀物后得到光催化吸附材料。
实施例2
一种利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法，制备方法及应用步骤为：
高钛高炉渣研磨至30-60um；再称取10g高钛高炉渣细粉溶于200ml盐酸溶液中，盐酸溶液浓度为3mol/l，使用封口膜密封并超声波振荡20min；然后在恒温水浴锅中90℃水浴加热24h；待冷却至常温后离心并使用超纯水3次洗涤后离心收集上清液，上清液使用10mol/l NaOH溶液调节滤液pH为10.5；再使用封口膜密封后在55℃水浴加热24h；冷却至常温后离心，再使用超纯水清洗3次后离心再次获得沉淀物，最后冷冻干燥沉淀物后得到光催化吸附材料。
实施例3
一种利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法，制备方法及应用步骤为：
高钛高炉渣研磨至30-60um；再称取10g高钛高炉渣细粉溶于200ml盐酸溶液中，盐酸溶液浓度为5mol/l，使用封口膜密封并超声波振荡20min；然后在恒温水浴锅中95℃水浴加热18h；待冷却至常温后离心并使用超纯水3次洗涤后离心收集上清液，上清液使用2mol/l NaOH溶液调节滤液pH为11.0；再使用封口膜密封后在65℃水浴加热18h；冷却至常温后离心，再使用超纯水清洗3次后离心再次获得沉淀物，最后冷冻干燥沉淀物后得到光催化吸附材料。
对得到的光催化吸附材料(镁铝水滑石负载TiO2材料)分别进行扫描电镜表征、XRD表征、红外光谱表征和紫外漫反射表征，得到图2-5。
本发明制备工艺简单、低成本、低能耗；原料消耗了高炉冶炼排放大量的高钛高炉渣，大大提高钢铁企业含钛固废的资源化利用，节省了高钛高炉渣存放空间和费用，具有很大的现实意义和市场竞争力；另外，在90～100℃水浴条件下，利用盐酸的强酸性能把高钛高炉渣中的Ti、Mg、Al、Ca、Mn、V等金属元素尽可能地溶解到溶液中，收集上清液，再使用氢氧化钠溶液调节上清液pH至10.5-11.5，密封后在55-70℃水浴加热16-20h过程中陈化合成镁铝水滑石负载TiO2材料，其中也负载了少量的MnO和V2O5，使最终制备的光催化吸附材料为镁铝水滑石负载TiO2材料，兼备TiO2的光催化作用和镁铝水滑石对阴离子的吸附作用。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法，其特征在于，将高钛高炉渣研磨，先溶于酸性溶液中，密封，超声波振荡，水浴加热，冷却至常温后离心，洗涤，再离心，收集上清液，再将上清液利用碱性溶液调节pH，密封，水浴加热，冷却至常温后离心，反复清洗，离心，获得沉淀物，将沉淀物冷冻干燥，即得到光催化吸附材料。
2.根据权利要求1所述的利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)将高钛高炉渣研磨至30-60um；
(2)称取定量步骤(1)制备的高钛高炉渣细粉溶于盐酸溶液中，使用封口膜密封，超声波振荡10-40min；
(3)使用水浴锅在90-100℃温度下水浴加热12-24h；
(4)冷却至常温后离心，上清液回收，沉淀物使用超纯水洗涤3次后再次离心，收集到的上清液使用NaOH溶液调节pH为10.5-11.5；
(5)使用封口膜密封，使用水浴锅在55-70℃温度下水浴加热16-20h；
(6)冷却至常温后离心，沉淀物使用超纯水洗涤后再次离心，反复操作3次后获得沉淀物，冷冻干燥沉淀物，即得到光催化吸附材料。
3.根据权利要求1或2所述的利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法，其特征在于，所述高钛高炉渣主要化学组分按重量百分比计为：CaO 26.50％、MgO 8.90％、SiO224.98％、Al2O3 13.72％、TFe 1.29％、MnO 0.83％、TiO2 23.50％、V2O5 0.28％。
4.根据权利要求2所述的利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法，其特征在于，所述盐酸溶液的浓度为2-5mol/l。
5.根据权利要求2所述的利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法，其特征在于，所述超声波振荡利用超声波振荡器，所述超声波振荡器的振荡功率为60-100％。
6.根据权利要求2所述的利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法，其特征在于，所述NaOH溶液的浓度为2-10mol/l。
7.根据权利要求2所述的利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法，其特征在于，所述离心利用离心机，所述离心机的转速为2000-5000rpm，离心时间为5-10min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810989589.0A CN109126685A (zh) | 2018-08-28 | 2018-08-28 | 一种利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810989589.0A CN109126685A (zh) | 2018-08-28 | 2018-08-28 | 一种利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109126685A true CN109126685A (zh) | 2019-01-04 |
Family
ID=64828701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810989589.0A Pending CN109126685A (zh) | 2018-08-28 | 2018-08-28 | 一种利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109126685A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109847768A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-06-07 | 武汉科技大学 | 一种钛渣的综合利用方法 |
| CN113998706A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-01 | 重庆大学 | 一种利用含钛高炉渣制备含钛沸石联产含钛水滑石的方法 |
| CN114408964A (zh) * | 2022-01-22 | 2022-04-29 | 北京工业大学 | 一种利用含钛高炉渣制备纳米级含钛镁铝类水滑石的方法 |
| CN114632504A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-06-17 | 徐州市正峰锌业有限公司 | 一种高炉灰渣光催化材料的制备方法及其废水处理应用 |
| CN115582110A (zh) * | 2022-10-18 | 2023-01-10 | 江苏和合环保集团有限公司 | 一种含钛高炉渣回收制备的光催化吸附材料及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101244384A (zh) * | 2007-11-08 | 2008-08-20 | 武汉科技大学 | 一种对可见光有响应的光催化剂及其制备方法 |
| CN101829535A (zh) * | 2010-05-18 | 2010-09-15 | 南京师范大学 | 一种高效吸附剂制备方法 |
| CN104399447A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-03-11 | 东北大学 | 一种稀酸浸高炉渣滤液负载活性炭制备光催化剂的方法 |
| CN104891590A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-09 | 中国地质大学（武汉） | 一种利用高炉渣处理剂处理甲基橙废水的方法 |
-
2018
- 2018-08-28 CN CN201810989589.0A patent/CN109126685A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101244384A (zh) * | 2007-11-08 | 2008-08-20 | 武汉科技大学 | 一种对可见光有响应的光催化剂及其制备方法 |
| CN101829535A (zh) * | 2010-05-18 | 2010-09-15 | 南京师范大学 | 一种高效吸附剂制备方法 |
| CN104399447A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-03-11 | 东北大学 | 一种稀酸浸高炉渣滤液负载活性炭制备光催化剂的方法 |
| CN104891590A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-09 | 中国地质大学（武汉） | 一种利用高炉渣处理剂处理甲基橙废水的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 高宏宇: "利用水淬高炉渣制备吸附剂及其在环境污染控制中的应用", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技I辑》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109847768A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-06-07 | 武汉科技大学 | 一种钛渣的综合利用方法 |
| CN109847768B (zh) * | 2019-02-26 | 2021-10-12 | 武汉科技大学 | 一种钛渣的综合利用方法 |
| CN113998706A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-01 | 重庆大学 | 一种利用含钛高炉渣制备含钛沸石联产含钛水滑石的方法 |
| CN114408964A (zh) * | 2022-01-22 | 2022-04-29 | 北京工业大学 | 一种利用含钛高炉渣制备纳米级含钛镁铝类水滑石的方法 |
| CN114632504A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-06-17 | 徐州市正峰锌业有限公司 | 一种高炉灰渣光催化材料的制备方法及其废水处理应用 |
| CN115582110A (zh) * | 2022-10-18 | 2023-01-10 | 江苏和合环保集团有限公司 | 一种含钛高炉渣回收制备的光催化吸附材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109126685A (zh) | 一种利用高钛高炉渣制备光催化吸附材料的方法 | |
| CN104326507B (zh) | 一种中空二氧化钛微球的制备方法 | |
| CN109722538B (zh) | 一种熔盐电解回收废旧钴酸锂电池中钴和锂的方法 | |
| CN112408401B (zh) | 利用工业固废粉煤灰制备二氧化硅气凝胶的方法以及由该方法制备的二氧化硅气凝胶 | |
| CN104923230A (zh) | 一种二氧化钛/四氧化三铁纳米复合材料及其制备方法 | |
| CN112844447B (zh) | 沸石基脱硝催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN103073071A (zh) | 一种超声场强化失效锂离子电池中钴酸锂材料水热修复的方法 | |
| CN108079984A (zh) | 一种圆角立方体型羟基锡酸锌太阳光催化剂的制备方法 | |
| CN105944738A (zh) | 一种基于表面改性的TiO2/MoS2复合材料的制备方法 | |
| CN106362718A (zh) | 一种ZrO2/TiO2复合光催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN107890880A (zh) | 一种纳米多孔石墨相氮化碳/偏钛酸锰复合光催化剂的制备方法 | |
| CN105375017B (zh) | 一种二硒化钼/二氧化钛复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN108190926A (zh) | 一种脱硅粉煤灰的制备方法 | |
| CN103537284B (zh) | 一种用于降解有机染料废水的纳米氧化铜催化剂的制备方法 | |
| CN108816266B (zh) | 一种YF/g-C3N4复合材料及其在光催化中的应用 | |
| CN109298027A (zh) | 基于氧化碲纳米颗粒修饰氧化钨纳米棒的气敏元件及其制备方法 | |
| CN114377707A (zh) | 利用废弃太阳能光伏板制备SiC/TiO2基光催化剂的方法及光催化剂 | |
| CN103866314B (zh) | 可见光响应的黑色二氧化钛纳米薄膜的制备方法及应用 | |
| CN107416899B (zh) | 一种纳米线α-Bi2O3粉末材料的制备方法 | |
| CN107266049A (zh) | 一种过滤效率高的壁流式蜂窝陶瓷过滤体及其制备方法 | |
| CN110143640A (zh) | 一种光催化氧化降解硫化矿选矿废水中丁基黄药的方法 | |
| CN107321359B (zh) | 一种羟基锡酸铁/石墨烯复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN109759047A (zh) | 一种钛酸钡锶气凝胶光催化剂的制备方法 | |
| CN106564905B (zh) | 一种规模化制备低成本二氧化硅复合气凝胶的方法 | |
| CN108295845A (zh) | 一种蜂窝状Au-ZnO异质结可见光催化剂的制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190104 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |