含钛高炉渣再资源化的一个启发性观点

论文题目: 含钛高炉渣再资源化的一个启发性观点

论文类型: 博士论文

论文专业: 材料学

作者: 杨合

导师: 左良,薛向欣

关键词: 二氧化钦,光催化,含钛高炉渣,高钛渣,钛精矿,亚甲基蓝,活性艳红,邻硝基酚,抗菌性

文献来源: 东北大学

发表年度: 2005

论文摘要: 光催化实用技术已经成为功能材料与环境保护研究领域的热点。本文从复合矿综合利用、固体废弃物再资源化、环境污染防治和半导体光催化材料制备的低成本化出发，提出将含钛高炉渣、高钛渣和钛精矿作为光催化材料原料进行综合利用的新方法。以亚甲基蓝降解率为评价指标，讨论了处理后的含钛高炉渣、高钛渣和钛精矿作为光催化材料的光催化性能及影响因素，制备了含钛高炉渣中的纯矿物，并研究了其光催化性与杂离子加入的关系。进行了含钛高炉渣、高钛渣和钛精矿作为光催化材料降解溶液中染料活性艳红X-3B和邻硝基酚的实验研究，并进行了含钛高炉渣、高钛渣和钛精矿的抗菌效果研究。 首先以我国攀钢、承钢和马钢三种含钛高炉渣为原料制备光催化材料，以亚甲基蓝降解率为评价指标，研究了三种含钛高炉渣的光催化活性与炉渣中TiO2含量、粉体粒度、热处理温度及稀土氧化物掺杂量的关系，研究了熔融结晶对炉渣光催化活性的影响。结果表明，三种含钛高炉渣均具有光催化活性，但因其TiO2含量差异而光催化活性有显著差异，随着炉渣粉体粒度减小光催化活性显著增加，炉渣光催化活性与热处理温度有关，800℃恒温处理炉渣光催化活性最好。稀土氧化物CeO2掺杂和熔融结晶均能提高炉渣光催化活性。为探讨含钛高炉渣的光催化机理，实验分别制备和选用了钙钛矿、尖晶石和透辉石单矿物，制备了掺杂Fe2O2、CeO2和V2O5的钙钛矿固溶体，对钙钛矿、尖晶石和透辉石进行了光催化性研究，结果表明，钙钛矿具有较好的光催化性能，而透辉石和尖晶石无光催化性，钙钛矿的光催化活性与掺杂离子种类和掺杂量有关，当少量加入CeO2和Fe2O3时，钙钛矿光催化活性显著提高，而加入V2O5时，钙钛矿光催化效果明显下降。复合掺入CeO2和Fe2O3的钙钛矿光催化活性更好。 以亚甲基蓝降解率为评价指标，进行了高钛渣和钛精矿的光催化性的实验研究。研究了高钛渣和钛精矿光催化活性与热处理温度、稀土氧化物CeO2和La2O3的掺杂的关系。结果表明，800℃处理的高钛渣和200℃处理的钛精矿光催化效果较为显著。稀土氧化物La2O3的掺杂对高钛渣和钛精矿的光催化性能均具有负面影

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摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 含钛炉渣研究现状

1.2.1 高炉渣简介

1.2.2 含钛高炉渣概述

1.3 高钛渣及钛精矿简介

1.4 光催化材料的研究进展

1.4.1 半导体光催化材料的性质

1.4.2 TiO_2光催化机理

1.4.3 TiO_2结构对光催化性能的影响

1.4.4 提高TiO_2光催化性能的途径

1.4.5 TiO_2光催化反应体系

1.4.6 钙钛矿型复合氧化物光催化机理及影响因素

1.5 光催化技术的发展方向

1.5.1 TiO_2光催化剂的分离问题

1.5.2 提高 TiO_2光催化效率

1.5.3 扩展 TiO_2可利用的光谱范围

1.6 本课题的提出与研究内容

1.6.1 本课题的提出

1.6.2 本课题的主要研究内容

1.6.3 创新点

第二章 含钛高炉渣光催化性的研究

2.1 引言

2.2 含钛高炉渣光催化性表征方法

2.2.1 实验装置与方法

2.2.2 吸收曲线和标准曲线

2.3 含钛高炉渣表征

2.4 含钛高炉渣光催化性与 TiO_2含量、反应时间的关系

2.5 颗粒尺寸与光催化活性的关系

2.6 处理温度对光催化性能的影响

2.7 掺杂稀土 CeO_2的影响

2.8 熔融结晶的影响

2.9 纯矿物的合成与催化性实验

2.9.1 钙钛矿合成与光催化性

2.9.2 透辉石矿物的光催化性

2.9.3 尖晶石矿物的合成及光催化性

2.10 本章小结

第三章 高钛渣及钛精矿光催化性的研究

3.1 引言

3.2 实验原料及实验方法

3.2.1 原料

3.2.2 实验装置与方法

3.3 处理温度对光催化性能的影响

3.4 添加稀土氧化物 CeO_2对光催化性能的影响

3.5 添加稀土氧化物 La_2O_3对光催化性能的影响

3.6 含钛高炉渣、高钛渣和钛精矿复合光催化作用研究

3.7 本章小结

第四章 含钛高炉渣、高钛渣和钛精矿光催化降解活性艳红 X-3B

4.1 引言

4.2 TiO_2光催化剂的应用

4.3 实验样品与方法

4.3.1 实验样品

4.3.2 实验装置与方法

4.3.3 染料活性艳红 X-3B标准曲线

4.4 反应时间对光催化效果的影响

4.5 催化剂加入量对光催化的影响

4.6 溶液初始浓度对光催化的影响

4.7 不同光源对光催化的影响

4.8 同一光源不同光强度对光催化的影响

4.9 溶液pH值对光催化的影响

4.10 TiO_2对光催化的影响

4.11 空气流量对降解率的影响

4.12 本章小结

第五章 含钛高炉渣、高钛渣和钛精矿光催化降解邻硝基酚

5.1 引言

5.2 含酚废水概述

5.2.1 含酚废水来源及危害

5.2.2 含酚废水的治理方法及研究进展

5.3 实验样品及方法

5.3.1 实验样品

5.3.2 吸收曲线的测定

5.3.3 标准曲线的测定

5.3.4 光催化降解邻硝基酚溶液的实验方法

5.4 反应时间对光催化效果的影响

5.5 添加强氧化剂 H_2O_2对光催化性能的影响

5.6 外加电场对光催化性能的影响

5.7 pH值对光催化性能的影响

5.8 本章小结

第六章 含钛高炉渣、高钛渣、钛精矿抗菌性研究

6.1 引言

6.2 抗菌材料的历史及发展现状

6.2.1 无源及有源抗菌材料

6.2.2 天然抗菌材料

6.2.3 有机抗菌材料

6.2.4 无机抗菌材料

6.2.5 TiO_2抗菌材料的发展及应用

6.3 实验方法

6.3.1 抗菌实验方法的选择

6.3.2 细菌的培养

6.3.3 实验过程

6.4 攀钢含钛高炉渣对大肠杆菌作用的实验

6.4.1 不同处理温度下含钛高炉渣对大肠杆菌的作用

6.4.2 光照对抗菌性能的影响

6.4.3 Ag~+离子掺杂对抗菌性能的影响

6.4.4 V_2O_5掺杂对抗菌性能的影响

6.5 攀钢含钛高炉渣对金黄色葡萄球菌作用的实验研究

6.5.1 攀钢高炉渣对金黄色葡萄球菌的作用

6.5.2 CuO掺杂对抗菌性能的影响

6.6 几种含钛物料的抗菌性能实验研究

6.7 本章小结

第七章 结论

参考文献

附录:论文相关的研究内容

攻读博士学位期间的研究成果和发表的论文

致谢

作者简介

发布时间: 2006-10-25

参考文献

• [1].攀枝花含钛高炉渣资源化利用新途径[D]. 甄玉兰.北京科技大学2016
• [2].含钛高炉渣的若干物理化学问题研究[D]. 白晨光.重庆大学2003
• [3].掺杂硫酸盐的含钛高炉渣处理溶液中Cr6+及Cr6+复合体系的研究[D]. 雷雪飞.东北大学2009
• [4].改性含钛高炉渣中金红石相的析出与分离研究[D]. 张武.东北大学2013
• [5].含钛矿物催化降解废水中硝基苯的研究[D]. 康艳红.东北大学2009

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• [4].有机聚合物改性含钛高炉渣免烧免蒸砖的研究[D]. 孔祥文.东北大学2008
• [5].钒钛磁铁矿固态还原强化及综合利用研究[D]. 郭宇峰.中南大学2007

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