[发明专利]镍掺杂含钛高炉渣光催化材料及其制备方法

说明书

本发明涉及镍掺杂含钛高炉渣光催化材料及制备方法，属于固废处理技术领域。镍掺杂含钛高炉渣光催化材料的制备方法，按以下步骤进行：a、将含钛高炉渣、水和乙酸混合，得到混合液A；b、往混合液A中加入镍盐的水溶液，在55～65℃下反应1.5～2.5h，制得混合液B；c、干燥混合液B，将所得固体于500～800℃下煅烧1～5h，得到镍掺杂含钛高炉渣光催化材料。采用液相法掺杂镍制备含钛高炉渣光催化剂，能够大大提高其光催化性能，光催化降解效率最高可达80.0％，比未掺杂情况下提高了26.0％。

技术领域

本发明涉及镍掺杂含钛高炉渣光催化材料及制备方法，属于固废处理技术领域。

背景技术

含钛高炉渣是攀枝花钒钛磁铁矿原矿经选矿、高炉冶炼含钒铁水后的副产物。据统计，目前攀钢生产1吨铁就产出0.9吨含TiO₂ 20～22％的高炉渣，每年产出高炉渣约为320万吨，其中约有90万吨的二氧化钛，直接经济损失达50多亿元。攀钢高炉渣因其TiO₂含量过高制约了它在很多方面的发展和利用，既浪费了资源又污染了环境。近几十年来，含钛高炉渣固体废弃物资源化利用，主要加工成矿渣碎石、渣砂等产品用于建筑行业作为砂、石骨料，及少量的含铁物料用于铁产品提炼深加工。因此，对含钛高炉渣的高附加值综合利用问题的研究具有重要的经济价值和社会效益。

TiO₂光催化剂因为其粘附力强，化学性质稳定、催化活性高、无毒、价廉等特点，成为公认的理想光催化剂，但是纯TiO₂在进行大批量使用时，成本较高，因此限制了其使用。含钛高炉渣中虽然含有20～22％的TiO₂，但是，如果直接将该高炉渣用作光催化剂时，光催化效果较差，不能达到使用的要求。

发明内容

本发明解决的第一个技术问题是提供一种镍掺杂含钛高炉渣光催化材料的制备方法。

镍掺杂含钛高炉渣光催化材料的制备方法，按以下步骤进行：

a、将含钛高炉渣、水和乙酸混合，得到混合液A；

b、往混合液A中加入镍盐的水溶液，在55～65℃下反应1.5～2.5h，制得混合液B；

c、干燥混合液B，将所得固体于500～800℃下煅烧1～5h，得到镍掺杂含钛高炉渣光催化材料。

在一种实施方式中，步骤a中，含钛高炉渣、水和乙酸的用量比为10g:40～60g:0.01～0.02mol；优选的，含钛高炉渣、水和乙酸的用量比为10g:50g:0.015mol。

在一种实施方式中，步骤a中，含钛高炉渣在混合前，破碎至100μm以下。

在一种实施方式中，步骤a中，含钛高炉渣与水混合后，再将乙酸滴入。

在一种实施方式中，步骤b中，所述镍盐为NiCl₂。

在一种实施方式中，步骤b中，按镍盐中Ni与含钛高炉渣中Ti的质量比为1％～5％加入镍盐；优选的，质量比为2～4％。

在一种实施方式中，步骤b中，镍盐中Ni与含钛高炉渣中Ti的质量比为2％。

在一种实施方式中，步骤c中，煅烧温度为500～600℃；优选为500℃。

在一种实施方式中，步骤c中，煅烧时间为1～3h；优选煅烧时间为2h。

本发明解决的第二个技术问题是提供一种镍掺杂含钛高炉渣光催化材料。

所述镍掺杂含钛高炉渣光催化材料，由所述的镍掺杂含钛高炉渣光催化材料制备而成。

本发明的有益效果：采用液相法掺杂镍制备含钛高炉渣光催化剂，能够大大提高其光催化性能，光催化降解效率最高可达80.0％，比未掺杂情况下提高了26.0％。