[发明专利]用于飞灰的表面改性的方法及其工业应用

权利要求书

1.一种用于飞灰的表面改性的方法，其中所述方法包括以下步骤：

i.在表面敏化浴中，在Ti(OC₃H₇)₄的无水2-丙醇溶液(100-500ml)(0.01-1.0M)中，搅拌飞灰粒子(10-50g.L^-1)；

ii同时地制备无水2-丙醇(100-500ml)和水的溶液，其中水的摩尔浓度与Ti(OC₃H₇)₄的摩尔浓度的比率(‘R’)在2至15的范围内；

iii.向在步骤(i)中制备的悬浮液中逐滴加入在步骤(ii)中制备的溶液，其中2-丙醇与飞灰的最终比率在25-100ml.g^-1的范围内；

iv将在步骤(iii)中所获得的悬浮液搅拌2-6小时；

v.经由过滤，从在步骤(iv)中所获得的溶液中分离所述粒子，并且在80-90℃的烘箱中干燥10-12小时，以获得非晶态-TiO₂涂覆的飞灰粒子；

vi.在范围为400-600℃的温度下，将在步骤(v)中所获得的所述非晶态-TiO₂涂覆的飞灰粒子煅烧范围在1-4小时的时间，以获得晶态-TiO₂涂覆的飞灰粒子；

vii在表面活化浴中，在使用NH₄OH水溶液(25-28重量％)获得的pH～10-12下的金属盐的水溶液中，搅拌在步骤(vi)中所获得的表面敏化的飞灰粒子；

viii.在UV、可见光或日光辐射下，将在步骤(vii)中所获得的悬浮液连续搅拌范围在4-6小时的时间，以在所述表面敏化的飞灰粒子上沉积金属簇；

ix.经由过滤，分离在步骤(viii)中所获得的表面活化的飞灰粒子，接着用蒸馏水多次洗涤以从所述表面除去不想要的离子；

x.在含有NaOH(5-15g.L^-1)、NaKC₄H₄O₆(30-60g.L^-1)和金属盐(1-10g.L^-1)的水溶液的常规化学镀覆浴中，搅拌在步骤(ix)中所获得的表面活化的飞灰粒子；

xi.将作为还原剂的30-40重量％HCHO(5-20ml.L^-1)缓慢加入到在步骤(x)中所获得的悬浮液中；

xii连续地搅拌在步骤(xi)中所获得的悬浮液，直到初始的深蓝色溶液的颜色褪去或变得完全透明；

xiii.经由过滤，从在步骤(xii)中所获得的悬浮液中分离金属涂覆的飞灰粒子，并且在80-100℃的烘箱中干燥10-12小时，以获得表面改性的飞灰。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在飞灰粒子的表面上沉积TiO₂以进行所述表面敏化的方法选自由下列各项组成的组：湿化学法，包括共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法和微乳液法；或任何物理方法，包括溅射法、化学气相沉积法和热蒸发法。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述溶胶-凝胶法优选用于在飞灰粒子的表面上沉积TiO₂。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(vii)中使用的金属盐选自由Cu、Ag、Pd、Au、Pt或任何其它贵金属的硝酸盐、氯化物、硫酸盐组成的组。

5.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(vii)中的金属盐的浓度在0.1-1.0g.L^-1的范围内。

6.根据权利要求1的步骤(vii)中所述的方法，其中Cu和Ag金属盐优选用于表面活化。

7.根据权利要求1的步骤(x)中所述的方法，其中Cu和Ag金属盐(CuSO₄和AgNO₃)优选用于在常规化学镀浴中的Cu和Ag涂覆。