專利名稱：一種粉煤灰基光催化磚的制備方法
技術領域：
本發明屬于建筑材料技術領域，主要涉及一種粉煤灰基光催化磚的制備方法。
背景技術：
粉煤灰是一種燃煤熱電廠排出的固體廢物，主要成分是Si02、Al203、CaCKFe2O3等。隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不僅污染了環境，而且造成了資源浪費。為了解決這一難題，世界各國紛紛開展了對粉煤灰資源利用方面的研究。目前，粉煤灰主要用于建筑材料、農業肥料、土壤改良劑和吸附材料等，把粉煤灰看作是一種重要資源的認識越來越深化，也被更多人所接受。20世紀80年代以來，世界各國對粉煤灰的研究與應用進入新的發展階段，對粉煤灰的研究工作更多地轉向應用研究，特別是在重要資源化研究和開發利用方面。利用粉煤灰生產的產品在不斷增加，技術在不斷更新。粉煤灰綜合利用的途徑已從過去的路基、填方、混凝土摻和料、土壤改造等方面的應用，發展到目前的在水泥原料、泵送混凝土、大單位體積混凝土制品、高級填料、粉煤灰提鋁、粉煤灰生產無機纖維、粉煤灰生產建筑材料的綜合利用方面。其中利用粉煤灰生產建筑材料已被廣泛應用，產品生產形成了產業化，應用技術十分成熟，已形成粉煤灰利用比較穩定的領 域。主要產品有:粉煤灰水泥，代替粘土作水泥原料；加氣砌塊，粉煤灰標磚，用粉煤灰代替粘土燒結磚，粉煤灰道路磚；粉煤灰隔板；粉煤灰飾面磚；粉煤灰陶粒等。摻雜Cu2O的基磚在可見光下能高效可持續降解甲醛等污染物質，非常適用于室內外空氣污染物的處理，而現有技術中還沒有出現在粉煤灰基磚中摻雜Cu2O使其具有光催化功能的制備方法。
發明內容
本發明提供一種粉煤灰基光催化磚的制備方法，利用廢棄物粉煤灰制備出在可見光下能高效降解室內外空氣環境中的污染物質的粉煤灰基光催化磚，制備工藝簡單，對設備要求低，可操作性好。本發明提供的技術方案是:一種粉煤灰基光催化磚的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
(1)將60 80單位體積的蒸餾水、30 40單位體積的無水乙醇和1(Γ15單位體積的lmol/L的銅鹽溶液混合，然后加入粉煤灰粉末攪拌均勻，接著交替加入7 10單位體積的Imo I/L的KOH溶液和26 35單位體積的無水乙醇，最后加入1(Γ 5單位體積的0.5 mo I/L的NH2OH-HCl溶液，攪拌后靜置3 8小時；
(2)將步驟一中所得溶液進行水浴加熱2(Γ50分鐘并攪拌，待溶液反應完成分層后，倒掉上層清液，用無水乙醇和蒸餾水的混合溶液來沖洗沉淀，在5(T70°C下烘干沉淀，得到負載Cu2O的粉煤灰；
(3)將步驟二中得到的粉煤灰與粘土、長石粉加水攪拌均勻，經成型、燒結而成粉煤灰基光催化磚。所述步驟一中的銅鹽溶液為CuSO4或Cu (Ac) 2溶液，銅鹽與粉煤灰粉末的質量比為1: 5 -1: 10。所述步驟一中加入NH20H*HC1溶液的時間控制在5 60秒內。所述步驟二中用來沖洗沉淀的混合溶液中，無水乙醇和蒸餾水的體積比為1:1。所述步驟三中各組成成分的重量百分比為:粉煤灰10%飛0%、粘土 59Γ35%、長石粉5% 25%，余量為水。本發明的有益效果在于:
(1)本發明將電廠廢棄物粉煤灰充分利用，解決了廢物的貯存和利用問題，不僅成本低廉，而且對節約資源、保護生態環境、促進經濟發展、建立資源節約型社會和環境友好型社會都有著重要的理論和現實意義；
(2)本發明提供的方法制備工藝簡單，對設備要求低，可操作性好；
(3)本發明制備粉煤灰基光催化磚，摻雜有Cu2O,在可見光下能高效可持續降解甲醛等室內外空氣環境中的污染物質，非常適用于對室內外空氣污染物的處理。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明進一步詳細說明，但本發明不限于這些實施例。實施例1:
一種粉煤灰基光催化磚的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
(1)將60ml的蒸餾水、30ml的無水乙醇和IOml的lmol/L的CuS04溶液混合，然后加入粉煤灰粉末攪拌均勻，其中銅鹽與粉煤灰的質量比為1: 5，接著交替加入7ml的I mol/L的KOH溶液和26ml的無水乙醇,最后在5秒內加入IOml的0.5 mol/L的NH2OH1HCl溶液，攪拌后靜置8小時；
(2)將步驟一中所得溶液進行水浴加熱50分鐘并攪拌，待溶液反應完成分層后，倒掉上層清液，用體積比為1:1的無水乙醇和蒸餾水的混合溶液來沖洗沉淀，在50°C下烘干沉淀，得到負載Cu2O的粉煤灰；
(3)將步驟二中得到的粉煤灰與粘土、長石粉加水攪拌均勻，各組成成分的重量百分比為:粉煤灰60%、粘土 20%、長石粉10%、水10%，經成型、燒結而成粉煤灰基光催化磚。將該磚按照光催化降解有機污染物的評價方法進行光催化降解實驗，結果發現甲醛的降解率可達88%。實施例2:
一種粉煤灰基光催化磚的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
(1)將80ml的蒸餾水、40ml的無水乙醇和15ml的lmol/L的CuS04溶液混合，然后加入粉煤灰粉末攪拌均勻，其中銅鹽與粉煤灰的質量比為1: 10，接著交替加入IOml的I mol/L的KOH溶液和35ml的無水乙醇，最后在60秒內加入15ml的0.5 mol/L的NH2OH^HCl溶液，攪拌后靜置3小時；
(2)將步驟一中所得溶液進行水浴加熱20分鐘并攪拌，待溶液反應完成分層后，倒掉上層清液，用體積比為1:1的無水乙醇和蒸餾水的混合溶液來沖洗沉淀，在70°C下烘干沉淀，得到負載Cu2O的粉煤灰；(3)將步驟二中得到的粉煤灰與粘土、長石粉加水攪拌均勻，各組成成分的重量百分比為:粉煤灰40%、粘土 30%、長石粉20%、水10%，經成型、燒結而成粉煤灰基光催化磚。將該磚按照光催化降解有機污染物的評價方法進行光催化降解實驗，結果發現甲醛的降解率可達76%。光催化降解有機污染物的評價方法:以甲醛為目標污染物，光催化反應在環境測試倉中進行。根據GB18580— 2001《室內裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》，將環境測試艙的溫度設置在(23±0.5) °C，濕度設置在(45±3)%。環境測試倉單位體積為
0.5m3、內壁為不銹鋼材質且有風扇攪拌的密閉裝置，取lmg/mL的甲醛標準溶液ImL滴加在培養皿上，將其放入環境測試艙，使其充分揮發。利用可見光(用濾光片濾掉日光燈光源中的紫外線)作為激發光源對 磚(面積為IOcm2)進行激發，使其產生光催化效果。每隔30分鐘采樣0.5L環境測試艙內的氣體，實驗時間共360分鐘。甲醛濃度測試按GB/T15516—1995采用乙酰丙酮分光光度法進行。
權利要求
1.一種粉煤灰基光催化磚的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將60 80單位體積的蒸餾水、30 40單位體積的無水乙醇和1(Γ15單位體積的lmol/L的銅鹽溶液混合，然后加入粉煤灰粉末攪拌均勻，接著交替加入7 10單位體積的Imo I/L的KOH溶液和26 35單位體積的無水乙醇，最后加入1(Γ 5單位體積的0.5 mo I/L的NH2OH-HCl溶液，攪拌后靜置3 8小時； (2)將步驟一中所得溶液進行水浴加熱2(Γ50分鐘并攪拌，待溶液反應完成分層后，倒掉上層清液，用無水乙醇和蒸餾水的混合溶液來沖洗沉淀，在5(T70°C下烘干沉淀，得到負載Cu2O的粉煤灰； (3)將步驟二中得到的粉煤灰與粘土、長石粉加水攪拌均勻，經成型、燒結而成粉煤灰基光催化磚。
2.按照權利要求1所述的一種粉煤灰基光催化磚的制備方法，其特征在于:所述步驟一中的銅鹽溶液為CuSO4或Cu(Ac)2溶液，銅鹽與粉煤灰粉末的質量比為1: 5 -1: 10。
3.按照權利要求1所述的一種粉煤灰基光催化磚的制備方法，其特征在于:所述步驟一中加入NH2OH^HCl溶液的時間為5 60秒。
4.按照權利要求1所述的一種粉煤灰基光催化磚的制備方法，其特征在于:所述步驟二中用來沖洗沉淀的混合溶液中，無水乙醇和蒸餾水的體積比為1:1。
5.按照權利要求1所述的一種粉煤灰基光催化磚的制備方法，其特征在于:所述步驟三中各組成成分的重量 百分比為:粉煤灰10%飛0%、粘土 5°/Γ35%、長石粉5°/Γ25%，余量為水。
全文摘要
本發明提供一種粉煤灰基光催化磚的制備方法，其特征在于包括如下步驟將蒸餾水、無水乙醇和銅鹽溶液混合，然后加入粉煤灰粉末攪拌均勻，接著交替加入KOH溶液和無水乙醇，最后加入NH2OH HCl溶液，攪拌后靜置；將所得溶液進行水浴加熱并攪拌，分層后倒掉上層清液，沖洗并烘干沉淀，得到負載Cu2O的粉煤灰；得到的粉煤灰與粘土、長石粉加水攪拌均勻，經成型、燒結而成粉煤灰基光催化磚。本發明將粉煤灰充分利用，解決了廢物的貯存和利用問題，成本低廉，制備工藝簡單，對設備要求低，可操作性好。制備的粉煤灰基光催化磚，摻雜有Cu2O，在可見光下能高效可持續降解甲醛等污染物質，非常適用于對室內外空氣污染物的處理。
文檔編號C04B33/135GK103073265SQ20131001243
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月14日 優先權日2013年1月14日
發明者杜亞麗, 趙強, 祝寶林, 宋少飛, 劉有軍 申請人:杜亞麗