一種赤泥基聚合物催化劑制備及在制取氫能中應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型赤泥基聚合物催化劑的制備及其在光催化分解水制取氫能中的應(yīng)用。該制備方法分別以不同產(chǎn)地的工業(yè)固體廢棄物赤泥為原料，在化學(xué)激活劑的激發(fā)下，制備赤泥基聚合物光催化劑。該赤泥基聚合物催化劑的制備優(yōu)勢在于對赤泥原料能夠完全利用，無三廢排放；將該赤泥基聚合物催化劑應(yīng)用于光催化分解水制備氫能反應(yīng)，催化劑可循環(huán)使用，無二次污染。該赤泥基催化劑的制備及制氫反應(yīng)工藝簡單，可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)及應(yīng)用。
【專利說明】一種赤泥基聚合物催化劑制備及在制取氫能中應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚合物催化劑的制備及其在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用，具體涉及一種純赤泥基聚合物催化劑的制備及其光催化分解水制備氫能的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]赤泥是冶煉氧化鋁過程中排出的高含水量的泥狀強(qiáng)堿性固體廢棄物，主要由細(xì)顆粒的泥和粗顆粒的砂組成。隨著鋁工業(yè)的日益發(fā)展，生產(chǎn)氧化鋁排出的赤泥量巨大，據(jù)統(tǒng)計(jì)每生產(chǎn)I噸氧化鋁要排放I?1.8噸赤泥，中國作為世界第4大氧化鋁生產(chǎn)國，僅國內(nèi)五大鋁業(yè)基地(山東、山西、長城、貴州和廣西)，每年產(chǎn)生的赤泥就達(dá)到約600萬噸，累計(jì)赤泥存量近2億噸，而利用率僅為15%左右[1，2]。赤泥筑壩堆存不僅占用大量的土地資源，耗費(fèi)巨額的堆場建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用，而且強(qiáng)堿性、高鹽度的赤泥廢渣長期堆存會造成土壤堿化，污染地表及地下水源，對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害，因此，赤泥的綜合開發(fā)利用已成為我國氧化鋁工業(yè)實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。
[0003]有關(guān)赤泥的利用有諸多報(bào)導(dǎo)，如，摻加3.5%赤泥可用于燒成水泥M，摻10%_16%的赤泥用于路面基層材料M，制備建筑陶瓷及陶瓷濾球[5’6]，保溫陶瓷磚m，微晶玻璃[8’9]，塑料填料[1°_12]，用作硅肥[13]、免燒磚和輕質(zhì)隔墻板[14];同時，赤泥作為吸附劑用于吸附廢水中的 Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cr3+、Ni2+，As5+，As3+ 等重金屬離子[15-19]，吸附 F—離子[20]，吸附 S02[21]。從赤泥中提取Fe、S1、Al、Ca、T1、V、Sc、Ta、稀土元素等有價金屬[22_24]。
[0004]目前，利用赤泥制備赤泥基膠凝材料是研究的熱點(diǎn)之一；潘志華[25]等人以礦渣與赤泥質(zhì)量比為70:30，摻加14%的固體堿性激發(fā)劑，成功制備出了具有正常凝結(jié)時間的高強(qiáng)度的堿礦渣-赤泥水泥。聞軍[26]報(bào)道了赤泥:礦渣:水玻璃為50:45:5的堿激發(fā)赤泥膠凝材料；劉龍[27]等對赤泥-粉煤灰-礦渣堿激發(fā)膠凝材料性質(zhì)進(jìn)行了研究，當(dāng)赤泥質(zhì)量與粉煤灰質(zhì)量比為3: 1、礦渣質(zhì)量為40%、減水劑為0.7%、硅酸鈉量為12%時，所制備的堿激發(fā)膠凝材料力學(xué)性能較好。張娜[28]等報(bào)道了赤泥-煤矸石膠凝材料，其中赤泥與煤矸石之比為3:2，拌合后在600°C煅燒2h。李國衛(wèi)等[29]對燒結(jié)法赤泥膠凝性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究；申建立等研究了礦渣與赤泥在石灰及氫氧化鈉激發(fā)下的膠凝材料的強(qiáng)度變化規(guī)律；朱強(qiáng)[31]報(bào)道了石灰激發(fā)下赤泥的硅酸鹽膠凝性能；李文娟[32]等的中國專利申請(申請?zhí)?200910092222.X)公開了赤泥-粉煤灰免燒地質(zhì)聚合物材料的制備專利，將赤泥、粉煤灰、固體水玻璃、木質(zhì)素磺酸鈣粉按比例混合，再加入一定量的細(xì)沙和碎石并混合均勻，在10-60MPa的壓力下振動加壓成型，坯體在室溫下自然養(yǎng)護(hù)3天或7天，然后在40-280°C干燥6-38h。欒兆坤等[33]的中國專利申請(
【發(fā)明者】張耀君, 康樂, 王晶, 司海嘯, 張吉方 申請人:西安建筑科技大學(xué)