一种可见光响应光催化球及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于光催化领域，尤其涉及一种可见光响应光催化球及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的可见光响应光催化球由富氮化合物与胶凝材料的混合料经过无氧煅烧、成球和碳化养护后制成。本发明专利技术通过煅烧法将具有较宽光谱吸收范围和良好光催化性能的g

【技术实现步骤摘要】
一种可见光响应光催化球及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于光催化领域，尤其涉及一种可见光响应光催化球及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]钢渣是炼钢工艺过程中产生的功能性副产品，是炼钢工艺过程中的必然产物。随着城市化进程的加快，钢铁产量和使用量节节攀升，钢渣量也在迅猛增长。大量钢渣堆存，不仅占用土地资源，还给生态环境带来了较大安全隐患。如何更好实现钢渣的高质量资源化利用，是目前亟待解决的技术问题。
[0003]光催化是一种利用光催化剂可在光照作用下具有氧化还原能力，从而达成净化污染物、将物质进行合成或分解的技术。目前，使用最为广泛的光催化剂是TiO2，而新型光催化材料的开发，也是目前的研究热点。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种可见光响应光催化球及其制备方法和应用，本专利技术提供的可见光响应光催化球具有良好的力学强度和光催化性能，实现了钢渣的资源化利用。
[0005]本专利技术提供了一种可见光响应光催化球的制备方法，包括以下步骤：
[0006]将富氮化合物与胶凝材料的混合料在保护气体氛围下进行煅烧，得到煅烧料；
[0007]将所述煅烧料制备成球体；
[0008]将所述球体进行碳化养护，得到可见光响应光催化球。
[0009]优选的，所述富氮化合物与胶凝材料的质量为(0.5～1):1。
[0010]优选的，所述富氮化合物为双氰胺、三聚氰胺和尿素中的一种或多种。
[0011]优选的，所述胶凝材料为钢渣、镁渣、炉渣、硅酸二钙和硅酸三钙中的一种或多种。
[0012]优选的，所述混合料的粒度为60～200目。
[0013]优选的，所述混合料按照以下步骤制备得到：
[0014]将富氮化合物与胶凝材料进行干磨混合，得到富氮化合物与胶凝材料的混合料。
[0015]优选的，所述煅烧的温度为480～580℃；所述煅烧的升温速率为2～5℃/min；所述煅烧的保温时间为5～10h。
[0016]优选的，所述球体的直径为0.3～0.5cm。
[0017]优选的，所述煅烧料在成球机中制备成球体；所述成球机为圆筒式成球机、圆盘式成球机或滚筒式成球机。
[0018]优选的，所述碳化养护的二氧化碳浓度为60～90％；所述碳化养护的温度为15～35℃；所述碳化养护的时间为6～12h。
[0019]本专利技术提供了一种可见光响应光催化球，由富氮化合物与胶凝材料的混合料经过无氧煅烧、成球和碳化养护后制成。
[0020]本专利技术提供了一种光催化方法，在上述技术方案所述制备方法制备的可见光响应光催化球或上述技术方案所述的可见光响应光催化球存在条件下进行光催化反应。
[0021]与现有技术相比，本专利技术提供了一种可见光响应光催化球及其制备方法和应用。本专利技术提供的可见光响应光催化球由富氮化合物与胶凝材料的混合料经过无氧煅烧、成球和碳化养护后制成。本专利技术通过煅烧法将具有较宽光谱吸收范围和良好光催化性能的g
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C3N4负载于胶凝材料的表面，并利用胶凝材料的固碳凝结作用提升了制品的整体力学强度。本专利技术提供的可见光响应光催化球具有良好的力学强度和光催化性能，具有良好的经济效益和环境效益。
具体实施方式
[0022]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]本专利技术中胶凝材料以钢渣为例，富氮化合物以双氰胺为例。
[0024]本专利技术提供了一种可见光响应光催化球，由双氰胺与钢渣的混合料经过无氧煅烧、成球和碳化养护后制成。
[0025]在本专利技术提供的可见光响应光催化球中，所述钢渣为炼钢排出的渣，其主要为钙、铁、硅、镁的氧化物，还含有少量铝、锰、磷等的氧化物。在本专利技术提供的一个实施例中，所述钢渣中的CaO含量优选为35～45wt％，具体可为41.591wt％；所述钢渣中的SiO2含量优选为10～15wt％，具体可为13.304wt％；所述钢渣中的Al2O3含量优选为2～8wt％，具体可为4.477wt％；所述钢渣中的Fe2O3含量优选为20～30wt％，具体可为24.186wt％；所述钢渣中的Na2O含量优选为0.1～0.5wt％，具体可为0.222wt％；所述钢渣中的MgO含量优选为2～8wt％，具体可为5.903wt％；所述钢渣中的MnO含量优选为1～5wt％，具体可为3.389wt％；所述钢渣中的P2O5含量优选为0.5～4wt％，具体可为1.772wt％。在本专利技术中，所述双氰胺为工业级双氰胺。
[0026]在本专利技术提供的可见光响应光催化球中，所述双氰胺与钢渣的质量优选为(0.5～1):1，具体可为0.5:1、0.55:1、0.6:1、0.65:1、0.7:1、0.75:1、0.8:1、0.85:1、0.9:1、0.95:1或1:1；所述混合料的粒度优选为60～200目，具体可为60目、70目、80目、90目、100目、110目、120目、130目、140目、150目、160目、170目、180目、190目或200目。
[0027]在本专利技术提供的可见光响应光催化球中，所述无氧煅烧的温度优选为480～580℃，具体可为480℃、485℃、490℃、495℃、500℃、505℃、510℃、515℃、520℃、525℃、530℃、535℃、540℃、545℃、550℃、555℃、560℃、565℃、570℃、575℃或580℃；所述无氧煅烧的升温速率优选为2～5℃/min，具体可为2℃/min、2.3℃/min、2.5℃/min、2.7℃/min、3℃/min、3.2℃/min、3.5℃/min、3.7℃/min、4℃/min、4.2℃/min、4.5℃/min、4.7℃/min或5℃/min，所述升温速率是指达到所设定的无氧煅烧温度前的升温速度；所述无氧煅烧的保温时间优选为5～10h，具体可为5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h、8h、8.5h、9h、9.5h或10h。在本专利技术中，在上述无氧煅烧条件下，更容易生成可见光响应率高的g
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C3N4，使产品具有较高的光催化活性。
[0028]在本专利技术提供的可见光响应光催化球中，所述成球优选在成球机中进行，成球过程中成球机一边喷洒水，一边转动；所述成球机优选为圆筒式成球机、圆盘式成球机或滚筒式成球机；所述成球的直径优选为0.3～0.5cm，具体可为0.3cm、0.31cm、0.32cm、0.33cm、0.34cm、0.35cm、0.36cm、0.37cm、0.38cm、0.39cm、0.4cm、0.41cm、0.42cm、0.43cm、0.44cm、0.45cm、0.46cm、0.47cm、0.48cm、0.49cm或0.5cm。
[0029]在本专利技术提供的可见光响应光催化球中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可见光响应光催化球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将富氮化合物与胶凝材料的混合料在保护气体氛围下进行煅烧，得到煅烧料；将所述煅烧料制备成球体；将所述球体进行碳化养护，得到可见光响应光催化球。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述富氮化合物与胶凝材料的质量为(0.5～1):1；所述富氮化合物为双氰胺、三聚氰胺和尿素中的一种或多种；所述胶凝材料为钢渣、镁渣、炉渣、硅酸二钙和硅酸三钙中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合料的粒度为60～200目。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合料按照以下步骤制备得到：将富氮化合物与胶凝材料进行干磨混合，得到富氮化合物与胶凝材料的混合料。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为480～...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐继任，高飞，张学雷，张余鑫，王岳华，张淑苹，姚富国，
申请(专利权)人：山东汉博昱洲新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：