[发明专利]一种含建筑垃圾微粉的复合光催化材料及其制备方法

说明书

本发明属于环境材料技术领域，具体涉及一种含建筑垃圾微粉的复合光催化材料及其制备方法，该复合光催化材料包括由建筑垃圾微粉与纳米TiO₂组成的固体、水和分散剂；纳米TiO₂与建筑垃圾微粉的质量比为10～80％；固体与水的质量比为10～100％；分散剂与纳米TiO₂的质量比为0.05～0.1％。与现有技术相比，本发明可以降低光催化材料成本、扩大光催化材料的光响应范围和提高光催化剂的分散度，降低TiO₂成本、提升TiO₂应用效率，同时提升建筑垃圾微粉附加值，解决建筑垃圾微粉占地堆放及污染环境难题。

技术领域

本发明属于环境材料技术领域，具体涉及一种含建筑垃圾微粉的复合光催化材料及其制备方法。

背景技术

随着现代城市发展以及城市建筑升级更新加速，我国每年都会产生大量的城镇建筑垃圾。对于城镇建筑垃圾，目前的再生利用率较低，既造成了环境污染，也导致了资源浪费。城镇建筑垃圾利用率低，既有技术原因，也有产业不匹配的因素。目前利用最多的建筑垃圾是再生骨料，可以大量用于生产再生建材。但是，剩余的大量建筑垃圾微粉，主要指粒径小于160μm的粉末颗粒，由于其成分复杂，品位较低，难以大规模资源化利用，并且建筑垃圾微粉的堆放不仅会造成土地资源占用，而且还会引起严重的环境污染，比如空气粉尘污染和水资源污染等。由于建筑垃圾品位较低，附加值小，市场驱动力弱，没有形成完整的产业链，是制约其规模利用的一个关键因素。

发明内容

城市建筑拆除过程中会产生大量的难以利用的建筑垃圾微粉，主要包括混凝土微粉、砖粉、装修垃圾微粉等。建筑垃圾微粉成分复杂多变，活性不稳定，品位较低，难以大规模利用，过量堆积建筑垃圾微粉，不仅占用大量土地资源，而且会造成严重的空气污染以及土地盐碱化，对环境有巨大的破坏。但是，另一方面，发明人发现，建筑垃圾微粉的粒径主要分布在1～160μm，具有粉体的宏观性能，如流动性、分散性、负载性等，而且建筑垃圾微粉表面多是粗糙的，在破碎的过程形成了较多的孔洞，比表面积较大，是纳米材料的优良载体。在环境治理领域，TiO₂是一种先进的光催化材料，可以利用光照分解污染物，具有极大的应用前景和市场价值。但是，纯纳米TiO₂的价格偏高，限制了其大规模应用，而且纳米TiO₂在实际应用中，由于纳米颗粒的高表面能，易于团聚，难以回收，对可见光响应较弱，增加纳米TiO₂的使用量，也进一步增高了其应用成本，发明人发现如上问题后提出以下方案：

将建筑垃圾微粉与纳米TiO₂制备成复合材料，不仅可以增大纳米TiO₂的分散度，减少团聚，降低TiO₂用量，提高其循环利用率，促进TiO₂在环境治理中应用。负载型TiO₂复合材料，还能改善TiO₂的光催化性能，从而提高建筑垃圾微粉的附加值。根据建筑垃圾微粉和纳米TiO₂颗粒的粒径分布，依据颗粒表面最紧密堆积模型，计算出纳米TiO₂的最佳负载量，其中纳米TiO₂与建筑垃圾微粉的质量之比为10～80％；固体(包含纳米TiO₂与建筑垃圾微粉)与水的质量之比为10～100％；分散剂与纳米TiO₂的质量比为0.05％～0.1％。

本发明的目的就是为了提供一种含建筑垃圾微粉的复合光催化材料及其制备方法，降低光催化材料中TiO₂成本、提升TiO₂应用效率，提升建筑垃圾微粉材料的附加值，解决建筑垃圾微粉占地堆放及污染环境难题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明第一方面提供一种含建筑垃圾微粉的复合光催化材料，该复合光催化材料包括由建筑垃圾微粉与纳米TiO₂组成的固体、水和分散剂；