[发明专利]矿渣基胶凝材料-氧化铁半导体复合催化剂及在太阳能光催化分解水制氢中的应用

权利要求书

1.一种矿渣基胶凝材料-氧化铁半导体复合催化剂的制备方法，其特征在于，该方法首先以工业固体废弃物矿渣为原料，在硅酸钠的激发下，生成矿渣基无机聚合物胶凝材料；然后将该矿渣基无机聚合物胶凝材料浸渍于硝酸铁水溶液中，再经焙烧形成无机聚合物-氧化铁半导体复合催化剂。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括下列步骤：

（1）准确称取矿渣原料，置入净浆搅拌机中；

（2）将配方量的硅酸钠溶入定量水中，激发剂硅酸钠的掺量为原料重量的10%，水与矿渣的质量比为0.32；然后将硅酸钠水溶液加入净浆搅拌机中拌和形成混合均匀的浆体；

（3）将浆体装入模具中成型，1d后脱模，放入养护室中室温养护7d，然后装入塑料袋中并进行密封，在65℃下养护24h，得到矿渣基无机聚合物胶凝材料，然后敲碎，过120目～55目筛，制得0.125mm～0.315mm的矿渣基无机聚合物胶凝颗粒；

（4）准确称取矿渣基无机聚合物胶凝颗粒，倒入定量摩尔浓度的Fe(NO₃)₃·9H₂O溶液中，氧化铁的负载量为矿渣基无机聚合物胶凝颗粒质量的0.5%～10%，室温下进行浸渍24h，65℃下烘干，再将烘干后的样品放入马弗炉中，300℃焙烧3h，得到不同氧化铁负载量的矿渣基胶凝材料-氧化铁半导体复合催化剂。

3.权利要求1或2其中之一所述方法制备的矿渣基胶凝材料-氧化铁半导体复合催化剂应用于太阳能光催化分解水制氢的应用。

4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的矿渣基胶凝材料-氧化铁半导体复合催化剂在太阳能光催化分解水制氢中，采用氙灯作为模拟太阳能光源，评价太阳能光催化分解水制氢效率，具体包括下列步骤：

1）分别定量称取空穴牺牲剂Na₂S和Na₂SO₃，溶入盛有50mL蒸馏水的100mL光照一侧为平面的Prex玻璃平底反应瓶中，称取适量的矿渣基胶凝材料-氧化铁半导体复合催化剂粉体放入反应瓶中；

2）将反应瓶放在磁力搅拌器上，将三通进样玻璃瓶塞插入反应瓶中，打开氙灯稳流电源，反应瓶一侧为平面的侧面与光源的距离为15cm；

3）采用配备有TCD检测器，TDX-01填充柱的气相色谱仪对生成的气相产物进行检测，评价太阳能光催化分解水制氢效率。