[发明专利]一种硼掺杂含钛高炉渣多孔陶瓷光催化剂的制备方法

说明书

本发明提供了一种硼掺杂含钛高炉渣多孔陶瓷光催化剂的制备方法，涉及光催化技术领域，制备方法包括以下步骤：步骤一：制备含钛高炉渣粉体；步骤二：含钛高炉渣粉体和含硼化合物粉体混合制得混合粉体；步骤三：稳泡剂浸泡于去离子水中，搅拌制得溶液；步骤四：将促凝剂、异丁烯‑马来酸酐共聚物和混合粉体加入步骤三的溶液中，搅拌，制得硼掺杂含钛高炉渣浆料；步骤五：向浆料中加入发泡剂，搅拌，制得泡沫浆料；步骤六：将泡沫浆料注入模具中，原位固化，脱模，制得坯体；步骤七：坯体干燥，煅烧，制得硼掺杂含钛高炉渣多孔陶瓷光催化剂；本发明制备工艺简单、成本低；其制品孔隙率高、孔径小、光催化降解性能好。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，具体涉及一种硼掺杂含钛高炉渣多孔陶瓷光催化剂的制备方法。

背景技术

现代工业的发展给人类带来巨大财富，但是也给环境带来了严重的污染。其中，水污染更为严重。随着我国纺织印染行业的快速发展，印染废水成为我国工业废水中重要的污染源之一，致使水资源严重恶化，严重危及人类的健康。近年来，我国印染废水的总排放量约为15亿吨/年。因此，如何提高废水的治理效率，并降低治理成本，已成为现代化发展的当务之急。

含钛高炉渣是钒钛磁铁矿在采用高炉-转炉冶炼提取铁、钒资源过程中产生的一种工业副产物。据统计，当前我国含钛高炉渣堆放量超过7000万吨，且每年以300～400万吨的堆积量增加。与普通高炉渣相比，含钛高炉渣中二氧化钛的含量约为10～24％。钛是我国重要的战略资源，含钛高炉渣是我国特有的人造二次钛资源。大量含钛高炉渣的堆积，不仅浪费宝贵的钛资源，而且占用大量土地。若处理不当，会严重污染环境、破坏生态平衡。如何低成本、高附加值的全组分综合利用含钛高炉渣是当务之急。

众所周知，二氧化钛具有优异的催化活性、无毒、化学稳定好等优点，在光催化处理染料废水领域得到了广泛的研究与应用。而含钛高炉渣中因含有约10～24％的二氧化钛，使其具有一定的光催化性能。因此，含钛高炉渣整体用作光催化材料成为高附加值、整体综合利用的一个研究热点。目前，常用的光催化剂有零维超细粉体、二维膜状或网状光催化材料及三维的气凝胶光催化材料。零维的光催化粉体虽然具有优异的光催化性能，但光催化降解后催化粉体分离回收困难，易造成二次污染；二维的膜状或网状光催化材料较零维粉体更易分离回收利用，但光催化能力有限；三维的气凝胶光催化材料，虽然是具有较多气孔的块体光催化材料，但其力学性能差，气孔结构脆弱，难以重复循环利用。因此，开发力学性能好、可重复循环利用的块体光催化材料是光催化领域的一个研究热点。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提供了一种工艺简单、易于控制和成本低的硼掺杂含钛高炉渣多孔陶瓷光催化剂的制备方法，采用该工艺制备的含钛高炉渣多孔陶瓷光催化剂具有孔隙率高、孔径小、光催化降解性能好、力学性能优异和产业化应用前景大。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种硼掺杂含钛高炉渣多孔陶瓷光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将含钛高炉渣通过粉碎、振动磨、球磨和过筛制得含钛高炉渣粉体；

步骤二：将80～99.8wt％所述的含钛高炉渣粉体和0.2～20wt％含硼化合物粉体混合均匀，制得混合粉体；

步骤三：按稳泡剂:去离子水的质量比为(0.0005～0.01):1，将稳泡剂浸泡于去离子水中24～48h，搅拌制得溶液；

步骤四：按促凝剂:异丁烯-马来酸酐共聚物:混合粉体:去离子水的质量比为(0.005～0.05):(0.002～0.02):(1～4):1，将促凝剂、异丁烯-马来酸酐共聚物和混合粉体加入步骤三制得的溶液中，搅拌5～30min，制得硼掺杂含钛高炉渣浆料；

步骤五：按发泡剂:硼掺杂含钛高炉渣浆料的体积比为(0.004～0.02):1，向所述硼掺杂含钛高炉渣浆料中加入发泡剂，搅拌5～40min，制得泡沫浆料；