[发明专利]负载纳米Fe3+-TiO2膜的氯氧镁浮球的制备工艺

说明书

技术领域

本发明提供一种负载纳米Fe³⁺-TiO₂膜的氯氧镁浮球的制备工艺，属于环境功能材料制 备工艺技术领域。

背景技术

石油的使用与运输过程中都会有大量油类物质遗留在人们的身边，江河湖海都不同程度 的受到污染。这些不溶于水的、飘浮在水面上的油类污染物质对人和海洋生物都会造成危害， 含油废水的治理备受人们的关注，也成为目前水处理中的一大难题。另外，有机废水的低成 本的有效处理是当前急需解决的问题。

氯氧镁胶凝材料是活性MgO以MgCl₂水溶液(卤水)为拌和剂，经常温(15～35℃) 固化而成的气硬性无机胶凝材料。这种材料与陶瓷材料相比具有无需烧结，节约能源，制备 成本低等优点。但缺点是在水中的溶解度高，在空气中易于碳化而又会分解成Mg(OH)₂和 MgCl₂，从而使氯氧镁材料失去原有的强度。目前国内实际应用中主要加入化学制剂、硅灰 (主要是粘土砖粉、矿渣、粉煤灰)等来提高其抗水性能，但综合效果并不理想。

低温稻壳灰的主要组成为非晶态的SiO₂(含量在90％左右)，其原子排列的基本结构 是Si原子处于四个O原子组成的正四面体中心，构成结构单元SiO₄^4-四面体。低温稻壳灰 由大量纳米尺度的SiO₂凝胶粒子(～50nm)疏松地粘聚而成，其结构中除了微米尺度的蜂窝孔 (～10μm)外，还含有大量由SiO₂凝胶粒子非紧密粘聚而形成的纳米尺度孔隙(＜50nm)，因而 其具有巨大的比表面积(＞100m²/g)和超高火山灰活性。其中的活性SiO₂粒子(～50nm)，与氧 化镁、氯化镁水溶液形成SiO₂-MgO-MgCl₂-H₂O四元反应体系，最终除生成Mg₂SiO₄、 2MgO·SiO₂·aq凝胶外，Si还固溶于5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O结晶相空穴中，同时也改变了 5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O结晶相与Mg(OH)₂的相匹配，使得反应产物的匹配更趋于合理，显微 结构也更加致密，而且时间越长这种效应越明显。因而在氯氧镁胶凝材料中添加低温稻壳灰 会使其强度更高、抗水性更强。

TiO₂半导体由于其具有良好催化活性、价廉、无毒及性能稳定等性能，其在紫外光照下 可以降解几乎所有的有机物。但其太阳光的利用率低、负载困难给实际应用带来困难。金属 离子的掺杂可以改善TiO₂可见光下光吸收活性。在一些基础研究和应用研究方面取得显著成 果，该技术能使很多难以生物降解的物质完全降解，显示出了良好的应用前景，有望发展为 实用的工业化环境治理技术。

发明内容

本发明提供一种能克服上述缺陷、用于含油废水处理和有机废水处理的负载纳米 Fe³⁺-TiO₂膜的氯氧镁浮球的制备工艺。其技术内容为：

一种负载纳米Fe³⁺-TiO₂膜的氯氧镁浮球的制备工艺，其特征在于采用以下步骤：(1)采 用低温自蔓燃法制备纳米稻壳灰；(2)以氧化镁和氯化镁为原料，以纳米稻壳灰为增强剂， 以少量铁矾、磷酸、木质磺酸钠和苯丙乳液为复合抗水剂，以发泡聚苯乙烯颗粒为成孔剂， 采用注凝成型法制备氯氧镁小球；(3)以氯氧镁小球为载体，采用低温水热法制备纳米 Fe³⁺-TiO₂膜，最后得到负载纳米Fe³⁺-TiO₂膜的氯氧镁浮球。

所述的负载纳米Fe³⁺-TiO₂膜的氯氧镁浮球的制备工艺，步骤(1)中采用自蔓燃法燃烧 稻壳，燃烧温度控制在500～600℃以下，磨细，过200目筛，即得纳米稻壳灰。