专利名称：一种粉煤灰基光催化砖的制备方法
技术领域：
本发明属于建筑材料技术领域，主要涉及一种粉煤灰基光催化砖的制备方法。
背景技术：
粉煤灰是一种燃煤热电厂排出的固体废物，主要成分是Si02、Al203、CaCKFe2O3等。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不仅污染了环境，而且造成了资源浪费。为了解决这一难题，世界各国纷纷开展了对粉煤灰资源利用方面的研究。目前，粉煤灰主要用于建筑材料、农业肥料、土壤改良剂和吸附材料等，把粉煤灰看作是一种重要资源的认识越来越深化，也被更多人所接受。20世纪80年代以来，世界各国对粉煤灰的研究与应用进入新的发展阶段，对粉煤灰的研究工作更多地转向应用研究，特别是在重要资源化研究和开发利用方面。利用粉煤灰生产的产品在不断增加，技术在不断更新。粉煤灰综合利用的途径已从过去的路基、填方、混凝土掺和料、土壤改造等方面的应用，发展到目前的在水泥原料、泵送混凝土、大单位体积混凝土制品、高级填料、粉煤灰提铝、粉煤灰生产无机纤维、粉煤灰生产建筑材料的综合利用方面。其中利用粉煤灰生产建筑材料已被广泛应用，产品生产形成了产业化，应用技术十分成熟，已形成粉煤灰利用比较稳定的领 域。主要产品有:粉煤灰水泥，代替粘土作水泥原料；加气砌块，粉煤灰标砖，用粉煤灰代替粘土烧结砖，粉煤灰道路砖；粉煤灰隔板；粉煤灰饰面砖；粉煤灰陶粒等。掺杂Cu2O的基砖在可见光下能高效可持续降解甲醛等污染物质，非常适用于室内外空气污染物的处理，而现有技术中还没有出现在粉煤灰基砖中掺杂Cu2O使其具有光催化功能的制备方法。
发明内容
本发明提供一种粉煤灰基光催化砖的制备方法，利用废弃物粉煤灰制备出在可见光下能高效降解室内外空气环境中的污染物质的粉煤灰基光催化砖，制备工艺简单，对设备要求低，可操作性好。本发明提供的技术方案是:一种粉煤灰基光催化砖的制备方法，其特征在于包括如下步骤:
(1)将60 80单位体积的蒸馏水、30 40单位体积的无水乙醇和1(Γ15单位体积的lmol/L的铜盐溶液混合，然后加入粉煤灰粉末搅拌均匀，接着交替加入7 10单位体积的Imo I/L的KOH溶液和26 35单位体积的无水乙醇，最后加入1(Γ 5单位体积的0.5 mo I/L的NH2OH-HCl溶液，搅拌后静置3 8小时；
(2)将步骤一中所得溶液进行水浴加热2(Γ50分钟并搅拌，待溶液反应完成分层后，倒掉上层清液，用无水乙醇和蒸馏水的混合溶液来冲洗沉淀，在5(T70°C下烘干沉淀，得到负载Cu2O的粉煤灰；
(3)将步骤二中得到的粉煤灰与粘土、长石粉加水搅拌均匀，经成型、烧结而成粉煤灰基光催化砖。所述步骤一中的铜盐溶液为CuSO4或Cu (Ac) 2溶液，铜盐与粉煤灰粉末的质量比为1: 5 -1: 10。所述步骤一中加入NH20H*HC1溶液的时间控制在5 60秒内。所述步骤二中用来冲洗沉淀的混合溶液中，无水乙醇和蒸馏水的体积比为1:1。所述步骤三中各组成成分的重量百分比为:粉煤灰10%飞0%、粘土 59Γ35%、长石粉5% 25%，余量为水。本发明的有益效果在于:
(1)本发明将电厂废弃物粉煤灰充分利用，解决了废物的贮存和利用问题，不仅成本低廉，而且对节约资源、保护生态环境、促进经济发展、建立资源节约型社会和环境友好型社会都有着重要的理论和现实意义；
(2)本发明提供的方法制备工艺简单，对设备要求低，可操作性好；
(3)本发明制备粉煤灰基光催化砖，掺杂有Cu2O,在可见光下能高效可持续降解甲醛等室内外空气环境中的污染物质，非常适用于对室内外空气污染物的处理。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。实施例1:
一种粉煤灰基光催化砖的制备方法，其特征在于包括如下步骤:
(1)将60ml的蒸馏水、30ml的无水乙醇和IOml的lmol/L的CuS04溶液混合，然后加入粉煤灰粉末搅拌均匀，其中铜盐与粉煤灰的质量比为1: 5，接着交替加入7ml的I mol/L的KOH溶液和26ml的无水乙醇,最后在5秒内加入IOml的0.5 mol/L的NH2OH1HCl溶液，搅拌后静置8小时；
(2)将步骤一中所得溶液进行水浴加热50分钟并搅拌，待溶液反应完成分层后，倒掉上层清液，用体积比为1:1的无水乙醇和蒸馏水的混合溶液来冲洗沉淀，在50°C下烘干沉淀，得到负载Cu2O的粉煤灰；
(3)将步骤二中得到的粉煤灰与粘土、长石粉加水搅拌均匀，各组成成分的重量百分比为:粉煤灰60%、粘土 20%、长石粉10%、水10%，经成型、烧结而成粉煤灰基光催化砖。将该砖按照光催化降解有机污染物的评价方法进行光催化降解实验，结果发现甲醛的降解率可达88%。实施例2:
一种粉煤灰基光催化砖的制备方法，其特征在于包括如下步骤:
(1)将80ml的蒸馏水、40ml的无水乙醇和15ml的lmol/L的CuS04溶液混合，然后加入粉煤灰粉末搅拌均匀，其中铜盐与粉煤灰的质量比为1: 10，接着交替加入IOml的I mol/L的KOH溶液和35ml的无水乙醇，最后在60秒内加入15ml的0.5 mol/L的NH2OH^HCl溶液，搅拌后静置3小时；
(2)将步骤一中所得溶液进行水浴加热20分钟并搅拌，待溶液反应完成分层后，倒掉上层清液，用体积比为1:1的无水乙醇和蒸馏水的混合溶液来冲洗沉淀，在70°C下烘干沉淀，得到负载Cu2O的粉煤灰；(3)将步骤二中得到的粉煤灰与粘土、长石粉加水搅拌均匀，各组成成分的重量百分比为:粉煤灰40%、粘土 30%、长石粉20%、水10%，经成型、烧结而成粉煤灰基光催化砖。将该砖按照光催化降解有机污染物的评价方法进行光催化降解实验，结果发现甲醛的降解率可达76%。光催化降解有机污染物的评价方法:以甲醛为目标污染物，光催化反应在环境测试仓中进行。根据GB18580— 2001《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》，将环境测试舱的温度设置在(23±0.5) °C，湿度设置在(45±3)%。环境测试仓单位体积为
0.5m3、内壁为不锈钢材质且有风扇搅拌的密闭装置，取lmg/mL的甲醛标准溶液ImL滴加在培养皿上，将其放入环境测试舱，使其充分挥发。利用可见光(用滤光片滤掉日光灯光源中的紫外线)作为激发光源对 砖(面积为IOcm2)进行激发，使其产生光催化效果。每隔30分钟采样0.5L环境测试舱内的气体，实验时间共360分钟。甲醛浓度测试按GB/T15516—1995采用乙酰丙酮分光光度法进行。
权利要求
1.一种粉煤灰基光催化砖的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)将60 80单位体积的蒸馏水、30 40单位体积的无水乙醇和1(Γ15单位体积的lmol/L的铜盐溶液混合，然后加入粉煤灰粉末搅拌均匀，接着交替加入7 10单位体积的Imo I/L的KOH溶液和26 35单位体积的无水乙醇，最后加入1(Γ 5单位体积的0.5 mo I/L的NH2OH-HCl溶液，搅拌后静置3 8小时； (2)将步骤一中所得溶液进行水浴加热2(Γ50分钟并搅拌，待溶液反应完成分层后，倒掉上层清液，用无水乙醇和蒸馏水的混合溶液来冲洗沉淀，在5(T70°C下烘干沉淀，得到负载Cu2O的粉煤灰； (3)将步骤二中得到的粉煤灰与粘土、长石粉加水搅拌均匀，经成型、烧结而成粉煤灰基光催化砖。
2.按照权利要求1所述的一种粉煤灰基光催化砖的制备方法，其特征在于:所述步骤一中的铜盐溶液为CuSO4或Cu(Ac)2溶液，铜盐与粉煤灰粉末的质量比为1: 5 -1: 10。
3.按照权利要求1所述的一种粉煤灰基光催化砖的制备方法，其特征在于:所述步骤一中加入NH2OH^HCl溶液的时间为5 60秒。
4.按照权利要求1所述的一种粉煤灰基光催化砖的制备方法，其特征在于:所述步骤二中用来冲洗沉淀的混合溶液中，无水乙醇和蒸馏水的体积比为1:1。
5.按照权利要求1所述的一种粉煤灰基光催化砖的制备方法，其特征在于:所述步骤三中各组成成分的重量 百分比为:粉煤灰10%飞0%、粘土 5°/Γ35%、长石粉5°/Γ25%，余量为水。
全文摘要
本发明提供一种粉煤灰基光催化砖的制备方法，其特征在于包括如下步骤将蒸馏水、无水乙醇和铜盐溶液混合，然后加入粉煤灰粉末搅拌均匀，接着交替加入KOH溶液和无水乙醇，最后加入NH2OH HCl溶液，搅拌后静置；将所得溶液进行水浴加热并搅拌，分层后倒掉上层清液，冲洗并烘干沉淀，得到负载Cu2O的粉煤灰；得到的粉煤灰与粘土、长石粉加水搅拌均匀，经成型、烧结而成粉煤灰基光催化砖。本发明将粉煤灰充分利用，解决了废物的贮存和利用问题，成本低廉，制备工艺简单，对设备要求低，可操作性好。制备的粉煤灰基光催化砖，掺杂有Cu2O，在可见光下能高效可持续降解甲醛等污染物质，非常适用于对室内外空气污染物的处理。
文档编号C04B33/135GK103073265SQ20131001243
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日
发明者杜亚丽, 赵强, 祝宝林, 宋少飞, 刘有军 申请人:杜亚丽