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氧化锌矿是锌的次生矿,在硫化锌矿资源日益枯竭及锌工业可持续发展的形势下,人们越来越重视氧化锌矿的开发利用。本论文从资源综合利用的角度出发,以氧化锌矿的绿色冶金和增值冶金为目标。研究了硫酸铵法处理氧化锌矿所得硫酸锌溶液的增值利用,采用水热法制备了形貌可控的微纳米ZnO粉体和包覆制备了SiO2/ZnO粉体,并对其光催化性能进行了表征。
论文主要研究内容如下:
(1)以硫酸锌溶液为原料,氢氧化钠为沉淀剂,采用水热法制备了片状、棒状、花状氧化锌粉体,考察了分散剂种类、分散剂用量、摩尔配比、反应时间、反应温度、反应物浓度对氧化锌粉体的物相结构和形貌影响。确定了制备花状ZnO粉体的合适反应条件为:
以聚乙二醇20000为分散剂时,NaOH浓度1mol·L-1、ZnSO4浓度5mol·L-1,在此条件下质量百分含量10%PEG20000溶液5ml、物料配比OH-/Zn2+=5∶1、反应温度150℃、反应时间8h。
以十二烷基苯磺酸钠为分散剂时,NaOH浓度1mol·L-1、ZnSO4浓度5mol·L-1,在此条件下质量百分含量10%十二烷基苯磺酸钠溶液2ml、物料配比OH-/Zn2+=5∶1、反应温度150℃、反应时间8h。
(2)ZnO粉体悬浮体系光催化降解罗丹明B的实验,考察了片状、棒状和花状ZnO粉体、溶液状态、ZnO加入量、溶液初始浓度等因素对光催化降解效果的影响,研究结果表明,在磁力搅拌下,ZnO粉体最佳加入量300mg、溶液初始浓度15mg·L-1,光照4h降解率可达99%。
(3)分别以正硅酸乙酯和硅酸钠为原料,采用醇盐水解法和沉淀法制备了SiO2/ZnO复合粉体,考察了复合粉体光催化降解罗丹明B的实验性能。结果表明:醇盐水解法制备的SiO2/ZnO复合粉体光催化性能明显优于沉淀法所得SiO2/ZnO粉体,且接近于花状结构ZnO粉体的光催化性能,为光催化材料提供了一种选择。
论文主要研究内容如下:
(1)以硫酸锌溶液为原料,氢氧化钠为沉淀剂,采用水热法制备了片状、棒状、花状氧化锌粉体,考察了分散剂种类、分散剂用量、摩尔配比、反应时间、反应温度、反应物浓度对氧化锌粉体的物相结构和形貌影响。确定了制备花状ZnO粉体的合适反应条件为:
以聚乙二醇20000为分散剂时,NaOH浓度1mol·L-1、ZnSO4浓度5mol·L-1,在此条件下质量百分含量10%PEG20000溶液5ml、物料配比OH-/Zn2+=5∶1、反应温度150℃、反应时间8h。
以十二烷基苯磺酸钠为分散剂时,NaOH浓度1mol·L-1、ZnSO4浓度5mol·L-1,在此条件下质量百分含量10%十二烷基苯磺酸钠溶液2ml、物料配比OH-/Zn2+=5∶1、反应温度150℃、反应时间8h。
(2)ZnO粉体悬浮体系光催化降解罗丹明B的实验,考察了片状、棒状和花状ZnO粉体、溶液状态、ZnO加入量、溶液初始浓度等因素对光催化降解效果的影响,研究结果表明,在磁力搅拌下,ZnO粉体最佳加入量300mg、溶液初始浓度15mg·L-1,光照4h降解率可达99%。
(3)分别以正硅酸乙酯和硅酸钠为原料,采用醇盐水解法和沉淀法制备了SiO2/ZnO复合粉体,考察了复合粉体光催化降解罗丹明B的实验性能。结果表明:醇盐水解法制备的SiO2/ZnO复合粉体光催化性能明显优于沉淀法所得SiO2/ZnO粉体,且接近于花状结构ZnO粉体的光催化性能,为光催化材料提供了一种选择。