[发明专利]一种采用菱镁矿制备过氧化镁光催化剂的方法

说明书

本发明属于工业固废资源化利用领域，具体是一种采用菱镁矿制备过氧化镁光催化剂的制备方法，所述方法首先通过煅烧、酸浸、结晶和氧化工艺处理低品位菱镁矿得到活性氧化镁；再将活性氧化镁经蒸馏水水淬快速降温，洗涤后分散在蒸馏水或乙醇中形成MgO悬浊液，加入H₂O₂，搅拌反应3～4h，经离心、洗涤和干燥，得到分散性好、纯度在60％以上的纳米MgO₂。本发明合成的原料成本低，合成方法较为简单，且该类复合氧化物具有稳定的紫外光催化活性，MgO₂对阴离子染料甲基橙(MO)、阳离子染料罗丹明B和亚甲基蓝染料的光催化降解活性，在紫外线照射下经70分钟，染料基本完全降解。MgO₂对大肠杆菌、芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、硫酸盐还原菌，具有良好的抗菌性能。

技术领域

本发明属于工业固废资源化利用领域，涉及一种由低品位菱镁矿或尾矿高效制备过氧化镁的方法及过氧化镁在染料降解和杀菌中的应用。

背景技术

我国菱镁资源丰富，但品位低，大多菱镁矿仅用作中低端产品原料，资源浪费较为严重且创造价值不高，中低端产品与高端产品价格相差十几倍，目前全球对中低端菱镁矿产品需求不高，但对高端菱镁矿产品的需求发出展现增长的趋势，所以为了提高资源的利用效率和经济价值需大力开发菱镁矿高端产品。然而高端产品所需的高品位菱镁矿天然储量非常有限，难以满足日益增长的需求。我国应充分利用菱镁矿资源丰富的优势，通过高附加值利用技术去除其中的杂质，提高菱镁矿中氧化镁的含量，将中低端菱镁矿产品向高端产品跨越，尽快将菱镁矿资源优势转变成经济优势。

MgO₂是一种常见的无机过氧化物，与其它碱土金属过氧化物相比，MgO₂具有更高的活性氧含量，水化后形成的氢氧化镁(Mg(OH)₂)溶度积更小，不会导致溶液pH的显著上升。MgO₂相当于固态双氧水，与H₂O₂相比，它具有易于储存和运输、持久地释放活性氧和作用时间长的优点。MgO₂是一种绿色环保的抗菌材料，经常被用于处理有害废水中的有机物和病原微生物，在污水处理方面具有良好的应用价值和应用前景。作为无机抗菌剂的MgO₂，解决了大部分有机抗菌剂自身耐热性低、分解性高和寿命短的缺点，在抗菌领域得到相当多的认可。但是，目前MgO₂的制备工艺仍然不是十分成熟，其产品还有纯度低、活性氧含量不高和粒径较大等诸多问题，都限制了它的应用与推广。因此，找到一种具有制备工艺简单、生产成本低、产品纯度高等优点的MgO₂材料的制备方法就有很大的需求性和迫切性。

目前文献都用可溶性镁盐和氧化镁制备MgO₂，且工艺不成熟。使用低品位菱镁矿或尾矿制备过氧化镁光催化剂，利用新生活性氧化镁的高比表面积和高活性生成高端产品纯度60％以上的纳米MgO₂，其降解有机污染物及抗菌性能得到提高，将我国菱镁矿资源优势转转化为产品优势、经济优势及环境治理和保护优势。

中国专利申请CN101613088A公布了一种过氧化镁的制备方法，是以可溶性镁盐、过氧化氢溶液和碱为原料，以有机膦酸及其盐或无机磷酸及其盐作为稳定剂，采用非乳化法制备。控制反应体系水溶液温度在10～30℃下反应2～10h，将反应产物过滤、洗涤、干燥得到含量超过40％的过氧化镁粉末。但该专利制备出的氧化镁产物纯度不高，限制了其应用领域。

中国专利申请CN103420342A涉及一种纳米过氧化镁的制备方法，将氧化镁溶于去离子水后研磨成质量分数为3～4％的氧化镁悬浊液，将氯化铵溶解到过氧化氢溶液中后加入其中，继续搅拌反应3～4h生成白色沉淀混合液，抽滤后经-80℃冷冻真空干燥，得到纯度为50％以上的纳米过氧化镁粉末。该专利制备的过氧化镁纯度提高10％，但采用冷冻真空干燥技术，大幅度提高成本。