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现代工业的发展使得有“工业牙齿”之称的硬质合金的报废量逐渐增加。钨是一种稀有金属,作为硬质合金的最主要成分,近年来其自然储量逐年减少。此外,其氧化产物则因具有多种优良的物理、化学特性而在材料界引起广泛关注。目前多数回收方法(如机械破碎法、酸浸法、电化学法等)能耗较高、操作复杂,在处理含钴量较低(<7%)的硬质合金时效果并不理想,难以实现钨与其他金属元素的完全分离。本论文分别采用水热法和高温氧化结合高能球磨法再处理低钴含量的废旧硬质合金,着重考察了两种回收途径的工艺参数,并藉此合成出微、纳米尺度的氧化钨粉体材料,深入研究了其结晶机制以及在水处理领域的应用。 本文以硝酸和双氧水构建水热反应体系,以低钴量(<7%)废旧WC-Co硬质合金为原料,制备出纳米级正交相WO3·0.33H2O粉体材料,对该反应体系中氧化钨的生长机理进行了研究,揭示结晶过程中由正交相WO3·H2O到正交相WO3·0.33H2O的脱水相变机制。在此基础上通过在反应体系中加入氟化钠(NaF),加速了反应初始阶段生成的WO3·H2O从硬质合金表面的脱落过程,并且在相转变过程中加速了WO3·H2O块的分裂,得到正交相WO3·0.33H2O纳米片,其比表面积达到89.2 m2 g-1。 对水热法得到的WO3·0.33H2O纳米片的物化性能进行研究。首先,发现其作为化学吸附剂时对亚甲基蓝、铅离子均具有良好的吸附性能,最大吸附量分别达到130.7 mg g-1和229.2 mg g-1。其吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型,相关系数R2均在0.99以上;对吸附机理进行了研究,揭示出WO3·0.33H2O纳米片的表面羟基在化学吸附亚甲基蓝和铅离子过程中起到重要作用。因为表面羟基不仅能够将带正电荷的亚甲基蓝和铅离子吸附到WO3·0.33H2O纳米片表面,而且还能够与亚甲基蓝和铅离子生成化合物,从而使WO3·0.33H2O纳米片具有较强的吸附能力。其次,发现WO3·0.33H2O纳米片在受到X光照射或外界压力后,能够从土黄色变为深绿色,且能够在短时间内恢复为原来的颜色,展示出良好的光致变色和压致变色的特性。 通过高温氧化结合高能球磨法以废旧硬质合金为原料,制备了氧化钨纳米材料。优化了球磨工艺,在球磨转速为700 r/min,球磨时间为6h,球料比为10∶1时得到了比表面积为20.37 m2 g-1的氧化钨纳米颗粒,其对甲基蓝在120 min内的降解率为18.8%。此外,在球磨过程中添加尿素可实现对氧化钨的氮掺杂,使得相同条件下光催化效率提高到了47.5%。