[发明专利]Ni2+掺杂地质聚合物催化剂的制备及在有机物降解中的应用

说明书

技术领域

本发明属于无机催化剂材料的制备及其在废水处理领域中的应用，具体涉及一种粉煤灰、矿渣及钢渣地质聚合物催化剂的制备及其在光催化有机物降解中的应用。 

背景技术

粉煤灰、矿渣及钢渣等工业固体废弃物资源化利用的一种方式是作为吸附剂用于清除环境污染，尤其是用于废水处理。粉煤灰及矿渣可以用于处理重金属废水^[1，2]、造纸及印染废水 ^[3]、含磷、含氮、含副氟等废水^[4-6]以及有机物降解^[7]；钢渣也常用于废水处理^[8]；同时，也有粉煤灰改性^[9]以及用于非均相催化的报道^[10]。薛向欣等人^[11-13]的发明专利报导了利用含钛高炉渣添加少量的过渡族金属或稀土化合物，通过原料破碎、分选、预烧、配料、球磨、负载、干燥、烧成、冷却工艺步骤，将料浆负载于陶瓷、金属、玻璃有机物和建筑材料的表面，形成膜光催化材料。利用含钛高炉渣处理吸附处理偶氮染料废水中甲基橙；吸附处理废水中的六价铬等。 

通过查阅大量的专利及文献资料，没有发现有关粉煤灰、矿渣及钢渣地质聚合物作为催化剂及其在降解有机物中的应用的报导。 

以下是发明人给出的参考文献： 

[1]陈莉荣，贾飞虎，张连科，工业固体废弃物在工业废水处理中的应用研究进展，化工技术与开发，38(2)(2009)31-34。 

[2]李水芳，粉煤灰对铬(III)的吸附去除试验，上饶师范学院学报，23(6)(2003)57-59。 

[3]杨静，刘心悦，周广柱，精选粉煤灰对印染单体染料脱色性能的研究，山东科技大学学报(自然科学版)，20(4)(2001)109-112。 

[4]阎存仙，周红，粉煤灰处理含磷废水的研究，上海环境科学，19(1)(2000)33-34。 

[5]杨丽芳，胡友彪，粉煤灰处理含氨氮废水的试验研究，电力建设，27(3)(2006)68-70。 

[6]杨家玲，于桂生，胡守国，粉煤灰复合吸附剂的研制及其在工业废水除氟中的应用，城市环境与城市生态，14(4)(2001)36-37。 

[7]杨合，薛向欣，左良，杨中东，含钛高炉渣催化剂光催化降解亚甲基蓝，过程工程学报，4(3)(2004)265-268。 

[8]范世锁，汤锋，喻谨，章骏，钢渣在废水处理方面的应用研究，安徽农业科学， 38(32)(2010)，18282-18283。 

[9]雷雪飞，薛向欣，杨合，表面改性对含钛炉渣光催化性能的影响，东北大学学报(自然科学版)，31(6)(2010)838-842。 

[10]夏畅斌，何湘柱，史红文，粉煤灰非均相催化H₂O₂氧化S^2-的研究，环境科学学报，20(6)(2000)794-797。 

[11]薛向欣，杨合，左良，杨建，用含钛高炉渣制备光催化材料的方法，公开号：CN1446624。 

[12]薛向欣，杨合，雷雪飞，王昱征，利用含钛高炉渣处理偶氮染料废水中甲基橙的方法，公开号：CN102115275A。 

[13]雷雪飞，薛向欣，杨合，王昱征，用高炉渣处理六价铬废水的方法，公开号：CN102115276A。 

发明内容

本发明的目的在于分别以工业固体废弃物粉煤灰、矿渣及钢渣为原料，以硅酸钠作为化学激发剂，分别制备粉煤灰基地质聚合物，矿渣基地质聚合物以及钢渣基地质聚合物，并通过离子交换反应，制备Ni²⁺掺杂粉煤灰地质聚合物催化剂，Ni²⁺掺杂矿渣地质聚合物催化剂以及Ni²⁺掺杂钢渣地质聚合物催化剂。 

本发明的另一个目的在于，将制备的Ni²⁺掺杂粉煤灰基地质聚合物催化剂或Ni²⁺掺杂矿渣基地质聚合物催化剂或Ni²⁺掺杂钢渣基地质聚合物催化剂用于工业废水中亚甲基蓝降解反应的应用性研究。 

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：