掺杂稀土金属对含钛高炉渣光催化性能影响

�第45卷�第10期�2010年10月钢铁IronandSteel�Vol.45,No.10October�2010掺杂稀土金属对含钛高炉渣光催化性能影响周�密,�杨�合,�卜二军,�薛向欣,�杨泽健(东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110004)摘�要:含钛高炉渣作为一种光催化材料其量子利用率以及对太阳能的利用率都很低,考虑到稀土元素由于其特殊的电子结构在形成氧化物时具有良好的半导体特性,其金属氧化物的掺杂能在一定程度上改良含钛高炉渣的光催化性能的特点,将掺杂稀土氧化物的含钛高炉渣用于紫外线照射条件下亚甲基蓝溶液的降解试验中,并通过射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析手段检测寻找最佳稀土元素掺杂量。试验结果表明:稀土元素CeO2,Y2O3的最佳掺杂量分别为0.5%、1.0%,此时其对亚甲基蓝的降解率分别达到72.2%、74.0%。关键词:含钛高炉渣;光催化;金属掺杂;稀土;亚甲基蓝中图分类号:TF524��文献标志码:A��文章编号:0449�749X(2010)10�0090�05TheImpactofRare�EarthDopantsonthePhotocatalyticPropertiesofTitanium�BaringBlastFuranceSlagZHOUMi,�YANGHe,�BUEr�jun,�XUEXiang�xin,�YANGZe�jian(SchoolofMaterialsandMetallurgy,NortheasternUniversity,Shenyang110004,Liaoning,China)Abstract:Titanium�baringblastfuranceslag(TBBFS),asaphotocatalystmaterial,itsquantumefficiencyandutili�zationofsolarenergyareverylow.Becauseofthespecialelectronicstructure,therareearthelementsareofgoodsemiconductorpropertiesintheformationofoxides.Andtosomeextent,themixtureofitsmetallicoxidecanim�provethelightcatalyticpropertiesofthetitanium�baringblastfuranceslag.Inthisstudy,titanium�baringblastfur�anceslagmixedwithrareearthoxideisusedindegradationexperimentofthemethylenebluesolutionunderthecon�ditionoftheultravioletradiationandmanyanalyticalmethodssuchasraydiffractionexperiments(XRD),scanningelectronmicroscopy(SEM)areusedtofindouttheoptimumamountofrareearthdoped.TheresultsshowthattheoptimaldopingsoftherareearthelementCeO2,Y2O3arerespectively0.5%,1.0%,andthismomenttheirdegrada�tionratesofmethylenebluewillrespectivelygetto72.2%,74.0%.Keywords:titanium�baringblastfuranceslag;photocatalysis;metaldoping;rareearth;methyleneblue基金项目:国家自然基金资助课题(50874029);973计划资助课题(2007CB613504);教育部高校基本科研课题(N090402011)作者简介:周�密(1987�),男,硕士生;��E�mail:zhoumineu@163.com;��收稿日期:2010�01�21��含钛高炉渣是钒钛磁铁矿经高炉冶炼后产生的固体废弃物,不仅造成环境污染也造成钛资源的浪费。目前对含钛高炉渣的综合利用主要包括水泥混凝土掺和料、提取钛白等[1�2]。这不仅浪费炉渣中钛资源也容易产生二次污染。传统的污水处理方法对毒性或含苯环有机污染物不同程度地存在着难降解、效率低、不能彻底矿化污染物、易产生二次污染等问题,近年来出现TiO2光催化材料虽可处理毒性高和难降解有机污染物,但成本高不适合大规模推广。含钛高炉渣作为一种光催化材料具有成本低、无毒、有催化活性、稳定性好以及抗氧化