掺杂硫酸盐对含钛高炉渣光催化性能的影响

掺杂硫酸盐对含钛高炉渣光催化性能的影响*雷雪飞,薛向欣(东北大学材料与冶金学院,沈阳110004)摘要��采用高能球磨法,掺杂不同比例的硫酸铵,以攀钢含钛高炉废渣为原料,在400�煅烧2h合成了具有钙钛矿型的硫酸盐掺杂的含钛高炉渣催化剂(Sulfate�modifiedtitanium�bearingblastfurnaceslag,STBBFS)。用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV�vis)和热重(TG)分析对STBBFS催化剂进行了表征,确定其具有钙钛矿结构,在紫外区域具有很强的光吸收能力。不同硫酸铵掺杂量下,STBBFS催化剂的光催化活性由Cr()的还原率来评价,结果表明,硫酸铵掺杂量为5%时,STBBFS催化剂具有较高的光催化活性,500W中压汞灯照射8h,可将质量浓度为20mg/L的六价铬废水完全降解。关键词��含钛高炉渣催化剂�SO42-含量�光催化还原�六价铬中图分类号:TQ032.41�����文献标识码:AEffectofSulfateonPhotocatalyticActivityofTitanium�bearingBlastFurnaceSlagLEIXuefei,XUEXiangxin(SchoolofMaterialsandMetallurgy,NortheasternUniversity,Shenyang110004)Abstract��Perovskitetypesulfuricacid�modifiedtitanium�bearingblastfurnaceslag(STBBFS)photocatalystsarepreparedbythehighenergyballmillingmethodat400�for2h.STBBFSphotocatalystsarecharacterizedbyX�raydiffraction(XRD),Fouriertransforminfraredspectroscopy(FTIR),thermogravimetric(TG),UV�visabsorp�tionspectraandscanningelectronicmicroscopy(SEM)measurements.TheirphotocatalyticactivityischeckedthroughthephotocatalyticreductionofCr()asamodelcompoundunderUV�vislightirradiation.TheresultsshowthattheSTBBFSphotocatalystshaveahigherphotocatalyticactivitywhentheoptimumadditionproportionofsulfateis5%;thepotocatalyticreductionefficiencyofCr()reaches100%after8h.Keywords��sulfate�modifiedtitanium�bearingblastfurnaceslagcatalyst,concentrationofSO42-,photocataly�ticreduction,Cr()�*国家自然科学基金项目(50274025);教育部重大科技资助项目(307009);973计划项目(2007CB613504)�雷雪飞:女,1979年生,博士研究生,主要从事废弃物资源化的研究�Tel:024�83687719�E�mail:leixuefei69@163.com0�引言钙钛矿型(ABO3)复合氧化物是一种具有多种特殊物理化学性能的无机非金属材料,人们对其应用进行了大量的研究。近年来,大量的研究已经证明:钙钛矿型复合氧化物在紫外�可见光的照射下具有较高的反应速率,在较短的反应时间内能达到理想的处理效果,因此具有广阔的应用前景[1!8]。目前存在的主要问题是研究者制备的钙钛矿型氧化物多是用化学试剂在较严格的实验条件下完成,生产量小,成本高,很难在实际废水处理中应用[9]。因此,虽然钙钛矿型氧化物催化剂的研究已经有几十年的历史,合成技术研究也已取得较多的成果,但把钙钛矿型氧化物作为光催化剂应用于工业化规模,尚存在技术与经济的问题。本文以攀枝花钢铁公司的含钛高炉废渣为原料,掺杂一定比例的硫酸铵,利用高能球磨法,经过高温煅烧获得了钙钛矿型STBBFS光催化剂。用含钛高炉矿渣代替纯二氧化钛作为光催化材料,可以充分利用我国现有的固体废弃物,不但能降低光催化材料的成本,而且为我国大量堆积的含钛高炉渣找到了合理的利用途径,达到以废治废的目的。目前,应用钙钛矿复合氧化物光催化还原六价铬废水的报道还很少,因此本