[发明专利]一种光催化陶瓷及其制备方法以及降解有机染料RhB的方法

说明书

本发明提供了一种光催化陶瓷及其制备方法以及降解有机染料RhB的方法。所述提钛渣制备光催化陶瓷的方法包括步骤：将提钛渣粉磨至粒径为200～325目的坯体粉料；将坯体粉料与浓度为5～8％聚乙烯醇溶液10～20：1kg/L混合造粒，获得粒径为20～40目的坯体粒料；将坯体粒料在250～380kgf/cm²的压力压制成型，得到坯体；先将所述坯体预热以脱除其中的水分，再以5～15℃/min的升温速率加热至1150～1200℃保温15～60min，冷却，抛光得到光催化陶瓷。本发明的有益效果可包括：提供了一种新的光催化陶瓷及其制备方法，原料成本降低、可在酸性环境下长期降解有机染料等优点。

技术领域

本发明涉及提钛渣固废资源化利用及无机非金属功能材料领域，具体地，涉及一种光催化陶瓷及其制备方法以及降解有机染料RhB(罗丹明B)的方法。

背景技术

利用工业废渣制备陶瓷被证明是有效处理废渣的重要手段之一。由于工业废渣的成分较为复杂，在热处理过程中，废渣中易挥发组分(如碳酸盐、Cl等)会以气体的形式逸出，重金属离子(如Cr⁶⁺、Co³⁺等)会被晶格固化，一些金属氧化物(如TiO₂、Fe₂O₃等)则会起到晶核剂的作用，有助于陶瓷中微晶颗粒的生长。提钛渣是含钛高炉渣经“高温碳化-低温氯化”提钛工艺处理后得到的二次工业废渣，受工艺影响，提钛渣中约含5～10％TiO₂以及2～5％的Cl。鉴于此，以提钛渣为原料制备陶瓷，不仅可降低Cl带来的危害性，而且还能充分利用Ti资源，可作为处理及利用提钛渣的有效手段。

目前，工业废渣制备陶瓷技术已然十分成熟。通过调整配方组成以及热处理制度，可以制备出高强度、高密度、低吸水的建筑陶瓷。然而，废渣陶瓷的功能性研究较少。目前，尚未有由提钛渣制备的光催化陶瓷。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种利用工业废渣提钛渣制备光催化陶瓷的方法以及一种光催化陶瓷。本发明的另一目的在于提供一种利用光催化陶瓷降解有机染料RhB的方法。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种提钛渣制备光催化陶瓷的方法。所述方法包括步骤：将提钛渣粉磨至预定粒径，获得坯体粉料；将所述坯体粉料与浓度为5～8％聚乙烯醇溶液按质量体积比为10～20：1kg/L混合造粒，获得粒径为20～40目的坯体粒料；将所述坯体粒料压制成型，得到坯体；先将所述坯体预热以脱除其中的水分，再以5～15℃/min的升温速率加热至1150～1200℃并保温15～60min，冷却，获得光催化陶瓷。

在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述预热可包括将所述坯体以2～3℃/min的升温速率加热至200～250℃。

本发明另一方面还提供了一种光催化陶瓷。所述光催化陶瓷可通过如上所述的制备方法制得，所述光催化陶瓷中物相全部为微晶相并可包括质量比为42～51：36～39：9～11：2～10的钙镁黄长石相、含铁透辉石相、钙钛矿相和镁铝尖晶石相。

在本发明光催化陶瓷的一个示例性实施例中，所述光催化陶瓷的化学成分可包括按质量百分比计的30～32％CaO、29～31％SiO₂、15～17％Al₂O₃、9～11％TiO₂、7～9％MgO、3～4％Fe₂O₃。

在本发明光催化陶瓷的一个示例性实施例中，所述钙镁黄长石相可为短柱状晶粒，所述含铁透辉石相可为块状晶粒，所述钙钛矿相可为不规则粒状晶粒，所述镁铝尖晶石相可为锥状晶粒。