[发明专利]利用废旧硅钼棒制备的Fe2(MoO4)3/MoO3光催化材料、方法及其应用

说明书

本发明公开了一种利用废旧硅钼棒制备Fe₂(MoO₄)₃/MoO₃光催化材料的制备方法，属于资源循环和光催化技术领域。本发明以废旧MoSi₂为原料，在电阻炉中氧化加热充分后，转移至管式炉中进行热蒸发回收MoO₃，以回收MoO₃为Mo源，Fe₂O₃为铁源，聚乙烯醇（PVA）为粘结剂，研磨充分后经压片机压成圆柱形生坯，随后进行烧结，通过反应烧结的方法得到Fe₂(MoO₄)₃/MoO₃光催化材料。本发明具有资源循环利用、制备方法简单，生产周期短，成本低廉等优点，制备得到的Fe₂(MoO₄)₃/MoO₃光催化材料具有良好的光催化性能，有利于在光催化、水污染处理等领域广泛应用。

技术领域

本发明涉及复合材料和光催化技术领域，特别涉及废旧硅钼棒的回收利用后制备复合光催化材料的方法、制备的复合光催化材料及其应用。

背景技术

随着全球资源和环境污染问题的日益突出，世界各国均加大解决措施，其中固体废弃物的综合利用是我国实现可持续发展的重要措施之一。自康泰尔(Kanthal)公司研制开发得到能在空气环境下1773K以上利用的硅钼棒发热元件（MoSi₂为主要成分）以来，硅钼棒在工业界逐渐占据了很大的应用。MoSi₂具有高的熔点、较低的密度和优异的高温抗氧化性能，作为潜在的高温结构材料，用于制造重要的实验室和工业用高温电炉发热元件。随着MoSi₂材料的大力开发和应用，相应地产生了大量MoSi₂废料（主要是废旧MoSi₂发热元件），这些废料可以作为Mo的二次资源。对废旧MoSi₂的回收利用成为一项节约Mo资源的重要举措，探究利用回收MoO₃制备钼酸盐的方法及应用，对废旧MoSi₂资源的二次利用具有非常重要的意义。

工业的迅速发展为人类生活带来革新的同时也导致了许多环境方面的问题，其中水污染给人类的生存和健康带来了不可忽视的影响，成为社会关注的焦点，目前对于水污染的治理方法主要以吸附和光催化为主。钼酸盐具有优异的光学、电学性能，不仅在湿度感应、光学、荧光体、抑霉及抗菌领域获得应用，而且在海水缓蚀、光催化降解废水、电极材料、颜填料和负热膨胀等领域也有着潜在的应用。近年来，国内外钼酸盐纳米材料的研究热点主要集中在光催化材料，荧光材料，防腐材料和负热膨胀材料的制备及改性等领域。作为一种重要的多元金属氧化物，Fe₂(MoO₄)₃在气体传感器、磁性材料、甲醇氧化等方面有着广泛的应用，其催化性能也受到众多学者的关注。

钼酸盐材料最常用的制备方法为液相法，液相法常见的主要有化学沉淀法、微乳液法、水热溶剂热法、模板法等，目前已知的研究中，有利用Na₂MoO₄和Cd(CH₃COO)₂为原料，用简单的沉淀反应制备粒径为3~5μm的CdMoO₄空心微球；采用共沉淀法制备NiMoO₄催化剂，并研究了产物的电化学制氧的活性；以乙烯基乙二醇作溶剂，用溶剂热法制备分等级的花状Bi₂MoO₆空心微球；以碳球为硬模板合成笼状的Bi₂MoO₆空心微球以及以六亚甲基四胺(HMTA)为模板剂，采用流变相反应法制备出棒状CaMoO₄纳米晶。液相法虽然应用广泛，但有着条件复杂、产物不纯、工艺繁琐等不可忽略的缺点。

发明内容