[发明专利]纳米二氧化钛/硅藻土复合光催化材料的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种光催化材料的生产工艺，尤其涉及一种纳米二氧化钛/硅藻 土复合光催化材料的生产工艺。

背景技术

环境保护和生态建设是人类21世纪面临的重大挑战之一，它直接关系到 人类的生存和经济社会的可持续发展。随着人类环保意识的增强和全球环保标 准的提高，环保产业将成为新世纪的重要新兴产业。

硅藻土是一种轻质、多孔(孔径分布为几nm至数百nm)，主要组分为非晶 质二氧化硅的天然矿物，具有较高的比表面积和吸附各种有机、无机污染物的 功能，而且具有原料易得，单位处理成本低，工艺简单，操作方便等优点，在环 保领域尤其是废水、废气治理方面有着很好的应用前景。但研究发现，利用天 然硅藻土处理废水和废气只是利用其吸附性能，把污染物从水中或空气中转移 出来，有害的物质并没有去除，处理废水后的污泥和吸附废气后的固体物的再 次处理成为限制其在环境保护中应用的主要因素。另外，这种方法对废水和废 气的深度处理效果也不理想。

纳米二氧化钛作为一种光催化剂，具有光催化活性高、化学性质稳定、使 用安全和无毒无害等优点，在环保领域有着显而易见的潜在优势。但是，采用 化学方法制备的二氧化钛光催化材料往往是高分散的微细粉末，直接使用存在 着分散性差、难以回收、吸附能力不好等问题，而且生产和使用成本高。

发明内容

本发明针对上述传统技术中存在的问题，经过努力探索和研究，以天然硅 藻土为原料，经过提纯和疏通孔道后，以四氯化钛为钛源，采用水解沉淀法， 提供了一种纳米二氧化钛/硅藻土复合光催化材料的生产工艺，解决了现有技术 中光催化材料不能彻底去除有害物质，对废气的深度处理效果不理想等问题， 而且降低了成本，提高了光催化性能。

本发明将原料硅藻土经分级及酸洗工艺进行提纯，以提纯的精硅藻土为载 体，以四氯化钛为前驱体，以盐酸、硫酸铵、碳酸铵为辅剂，采用水解沉淀法 合成纳米二氧化钛/硅藻土复合粒子，复合粒子经过滤、洗涤、干燥、煅烧后， 得成品，其具体生产工艺包括下述步骤：

制浆，按重量份数精硅藻土∶浓度为36％的盐酸溶液∶水＝260-350∶12-45∶ 5000-7000的比例混合后，搅拌7-15min，进行制浆；

水解沉淀，按重量份数浓度为200g/L的四氯化钛∶浓度为200g/L的硫酸 铵∶浓度为200g/L的碳酸铵＝280-400∶240-350∶240-350的比例加入上述制浆 液中，进行水解沉淀反应，合成纳米二氧化钛/硅藻土复合粒子；

过滤洗涤，将上述合成纳米二氧化钛/硅藻土复合粒子的料浆放入洗涤桶里， 按重量份数精硅藻土∶水＝260-350∶10000-20000的比例向洗涤桶里加入水进行 过滤洗涤；

干燥，将上述过滤洗涤后的溶液放入干燥机中进行干燥，干燥温度 280-360℃，至含水量0-6％时停止干燥；

打散，将干燥后的物料送至打散机进行打散；

煅烧，将上述打散后的物料放入煅烧窑炉里进行煅烧，煅烧时间3-9小时， 煅烧温度550-700℃；

成品。

所述的精硅藻土的生产工艺包括下述步骤：

干法分选：将硅藻土原矿干燥至水分0-2％，用气流涡轮式分选机进行分选 除砂，除去粒径＞43μm的砂砾和杂质，然后用回转窑进行煅烧处理，除去有机 质，煅烧温度500℃，保温煅烧时间90min；

湿法酸浸：按重量份数浓度为72％的硫酸∶上述分选后的硅藻土＝1680∶420 的比例投入反应釜中，用硫酸进行湿法化学提纯，进一步除去硅藻壳体内的酸 溶性杂质，疏通硅藻体的孔道，提高硅藻土的比表面积，反应釜温度达100℃ 时，保温反应4h；保温反应4h后注入清水1600L，再保温反应1h；

过滤洗涤：将上述反应釜中提纯后的溶液注入洗涤桶，按重量份数分选后 的硅藻土∶水＝420∶4000的比例向洗涤桶加入洗涤水，进行过滤洗涤；

得精硅藻土，含水量55％。

本发明的优点效果如下：