专利名称：利用高钛高炉渣直接制备光催化组装材料的方法
技术领域：
本发明涉及光催化材料的制备方法，尤其是一种利用高钛高 炉渣直接制备光催化组装材料的方法。
背景技术：
纳米Ti02光催化材料是一种新型的环境功能材料，利用该材 料进行光催化反应可在光线的照射下将空气中、水中的有害物质 直接降解为C02和水，并具有良好的杀菌效果，在环境治理领域 具有广阔的应用前景。目前在纳米Ti02光催化材料的制备多采用 溶胶凝胶法，原料昂贵，制备工艺不适宜大规模生产，制约了光 催化技术的发展。我国钒钛磁铁矿的工业储量居世界首位，是我国铁矿的主要种类之一。在高炉冶炼后的炉渣中Ti02含量高达18 — 30%，形成 大量钛资源的浪费。.目前这些高钛高炉渣主要的应用途径是作为 水泥熟料和混凝土集料使用，并未发挥钛资源的作用。
发明内容
本发明旨在解决现有纳米Ti02光催化材料制备方法存在的技 术缺陷及大量浪费钛资源的问题，而提供一种利用高钛高炉渣直 接制备光催化组装材料的方法。本发明解决上述问题采用的技术方案是一种利用高钛髙炉渣直接制备光催化组装材料的方法，其步骤是a.配料(wt%):石英10 22wt%，硼砂5 28wt%，硼酸0 15 wt%，高钛高炉渣45 72wt%;原料中化学成分(wt。/。) Si02: 31. 10 45. 26wt%， A1203: 12. 4 17. 53wt%， Fe203: 0. 38 0. 55wt%， Ti02 : 4. 59 7. 65wt%， CaO: 12.20 17. 8wt%， MgO: 6. 12 8. 56 wt%， K20: 0. 28 0. 45wt%，Na202. 32 6. 82wt%， B203: 4. 52 23. llwt%;b. 熔融:温度1300。C，时间2小时；c. 热处理:温度750。C 850。C，时间18小时；d. 溶出处理温度85。C 90。C，时间48小时，水洗至pH=7。本发明原理是高钛高炉渣的主要成分及组成范围属Si02 —Al203 — Ti02 —R0—R20系，其中Ti02含量高达18 —30%之间，通 过引入含硼原料并将组成调节至玻璃分相区域，形成硼硅酸盐玻 璃，分相时可形成富硅相和富碱硼相，同时利用Ti02在分相结构 中集聚在其中一相的特点，对Ti02析晶进行控制，采用化学处理 去除富碱硼相，从而得到负载于多孔高硅玻璃载体的纳米Ti02光 催化组装材料。与现有技术相比，本发明特点是① 采用与传统陶瓷熔块制备相似的工艺，易于规模化生产， 成本低廉；② 利用高钛高炉渣为主要原料，即可提高其应用价值，又可 降低Ti02光催化材料的制备成本，实现以废制废；③ 本方法制备的Ti02直接在Si02多孔载体上生成，负载牢固， 易于回收，反应活性高，使用寿命长。④ 本方法制备的光催化组装材料在太阳光下对有机物的光 催化降解率达到78%，可广泛应用于环境治理、水处理、无污染 化学反应及抗菌净化等方面。
图l为本发明工艺流程图。
具体实施例方式以下结合附图及实施例详述本发明。实施例1:一种利用高钛高炉渣直接制备光催化组装材料的方法，按下 述步骤进行a.配料(wt。/o):高钛高炉渣70wt。/0，石英20wt%，硼砂10wt%;原料中化学成分(wt%): Si02: 43. 35wt%， A1203: 16. 98wt%, Fe203: 0. 52wt%， Ti02: 7. 36wt%， CaO: 15.62wt%， MgO: 8.24wt%， K20: 0. 41wt%， Na202.45wt%， B203: 5. 07wt%。b. 熔融:温度1300。C，时间2小时。c. 热处理温度750。C 850。C，时间18小时。d. 溶出处理温度85。C 90。C，时间48小时，水洗至pH=7。实施例2:一种利用高钛高炉渣直接制备光催化组装材料的方法，按下 述步骤进行a. 配料(wt。/。)高钛高炉渣50wt。/。，石英12. 5wt。/。，硼酸12wt%, 硼砂25.5wt%;原料中化学成分(wt%): Si02 : 32 . 35wt%， A1203: 13. 47wt%， Fe203: 0. 41wt%， Ti02: 5. 84wt%， CaO: 12. 40wt%， MgO: 6.54 wt%， K20: 0. 32wt%， Na206 . 60 wt%, B 203: 22. 07wt%。b. 熔融温度130(TC，时间2小时。c. 热处理:温度750。C 850。C，时间18小时。d. 溶出处理温度85。C 90。C，时间48小时，水洗至pH=7。
权利要求
1、一种利用高钛高炉渣直接制备光催化组装材料的方法，其步骤是a.配料(wt％)石英10～22wt％，硼砂5～28wt％，硼酸0～15wt％，高钛高炉渣45～72wt％；原料中化学成分(wt％)SiO231.10～45.26wt％，Al2O312.4～17.53wt％，Fe2O30.38～0.55wt％，TiO24.59～7.65wt％，CaO12.20～17.8wt％，MgO6.12～8.56wt％，K2O0.28～0.45wt％，Na2O2.32～6.82wt％，B2O34.52～23.11wt％；b.熔融温度1300℃，时间2小时；c.热处理温度750℃～850℃，时间18小时；d.溶出处理温度85℃～90℃，时间48小时，水洗至pH＝7。
全文摘要
本发明涉及光催化材料的制备方法，尤其是一种利用高钛高炉渣直接制备光催化组装材料的方法。其步骤是配料(wt％)石英10～22，硼砂5～28，硼酸0～15，高钛高炉渣45～72；原料中化学成分(wt％)SiO<sub>2</sub>31.10～45.26，Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>12.4～17.53，Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>0.38～0.55，TiO<sub>2</sub>4.59～7.65，CaO12.20～17.8，MgO6.12～8.56，K<sub>2</sub>O0.28～0.45，Na<sub>2</sub>O 2.32～6.82，B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>4.52～23.11；熔融1300℃，2小时；热处理750℃～850℃，18小时；溶出处理85℃～90℃，48小时，水洗至pH＝7。本发明以废制废，成本低廉；TiO<sub>2</sub>可直接在SiO<sub>2</sub>多孔载体上生成，负载牢固，易于回收，反应活性高，使用寿命长；可广泛应用于环境治理、水处理、无污染化学反应及抗菌净化等方面。
文档编号B01J23/78GK101402035SQ200810180508
公开日2009年4月8日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日
发明者张文丽, 金建国 申请人:河北理工大学