应用于道路表面的可降解汽车尾气材料研究

应 用 于 道 路 表 面 的 可 降 解 汽 车 尾 气 材 料 研 究
毛晓欧
摘
董
影
４ ０ ０ ０ ４ ２ ）
（ 重庆渝建国有资产经营有限公 司， 重庆
要： 选 用偏钛 酸作 为主要原材料 ， 设计 出溶胶一凝胶法及浸渍烧结技 术将纳米光催 化材料薄膜 负载于 无机防滑 粒料表 面 ， 采
一
Ｏ ， ０ 及 ｈ 可与 Ｔ ｉ Ｏ ： 上吸附的水分子或氢氧根反应 ， 生成 Ｏ Ｈ 它具有 强氧化性 可将表 面吸 附的污 染物彻 底氧化 …。 。
１ 汽车尾 气污 染
白天是汽车 出行 的高 峰期 ， 而 光催 化剂 在 紫外 光或 自然 光 条件
汽 车尾气污染物 的主要成分 有一 氧化碳 （ Ｃ Ｏ） 、 氮氧化 合 物 下催化 效率更高 ， 因此 白天 能够 产 生更好 的降解 效果 。光催 化 由于纳米 光 （ Ｎ Ｏ ） 、 碳氢化合物（ Ｃ Ｈ） 、 固体悬 浮颗粒 等 ， 其中 Ｃ Ｏ是一种有 毒 剂降解 污染 物所形 成 的产物 会 吸 附在催 化剂 表 面 ， 气体 ， 它不易与其他物质发生反应而成 为大气成分 中比较稳定 的 催化剂 材料表面在 光线作用下会 生成亲水基 （一Ｏ Ｈ） ， 使表 面产
渍于溶胶 中。４ ） 在８ ０ ０℃ ～１ ０ ０ ０℃的温度 下进 行烧 结 ， 烧 结后 使防滑粒料表面形成一层粘附性很强的纳米 光催化 薄膜。
３ ． ２ 性 能评 价
以平均降解 速率 作 为评 价材 料降解 尾 气 活性 的指标 ， 定义
在降解反应时间 内 ， 材 料对有 害气体 的最大 降解量 与 降解 反 目前 ， 关 于汽车尾气处理 的研究成果 层 出不 穷。如改善 现有 为 ： Ｏ平均 降解 的汽车动力装置和燃 油质量 ， 采 用机外 净化技 术 ， 但 是 由于 汽车 应 时间的比值 。不 同光催化粒料用量在试验条件下 Ｎ
染源 ｊ 。尤其是交叉 口、 收费站 、 坡道 以及交 通容易堵塞 的路段 ， 汽 车在启 动或加 减速 时尾气 排放尤 为严重 ， 且 不易扩 散 ， 给周 边 环境 和居民材料 ， 制备工艺 如下 ： １ ） 选 择偏钛 酸 、 浓硫 酸 、 氨 水等 原材 料 制备成纳米光催化剂溶 胶 。２ ） 向溶胶体 系 中加入少 量 乙酰丙 酮等提高光催化材料对 防滑粒 料 的附着强 度。３ ） 将 防滑粒 料浸
法 及浸渍 烧结技 术研制 出可强力 负载 于无 机防滑粒 料表面 纳米
生组织公布 的一份 报告 表明 ， 全球 十大空气 污染 严重 的城市 中， 我 国占据 了 ７个 。在城市大气污染 中， 来 自汽车 尾气排放 的有害 气体 Ｃ Ｏ， Ｎ Ｏ， Ｃ Ｈ和 悬 浮 颗粒 分 别 占空 气 污染 物 总量 的 ８ ２ ％， ４ ８ ％， ５ ８ ％和８ ％， 汽车排放污染 已经成为我 国城市 大气的主要 污
用不饱 和聚酯粘结的施 工工艺将负载光催化材料 的防滑粒料应 用于 沥青路 面， 对光催化材料降解汽车尾气效 果进行 了评 价 ， 结 果
表明对汽车尾气 中的 Ｎ Ｏ具有 良好的降解作 用。
关键词 ： 道路 工程 ， 试验研 究 ， 汽车尾气降解 ， 光催化 剂
中图分类号 ： Ｕ ４ １ ４ 文献 标 识 码 ： Ａ
组成部 分 ， 能停 留 ２年 一 ３年 ， 当人 吸入 过多 Ｃ Ｏ后 ， Ｃ Ｏ可与血 液 生超 亲水性 ” ， 超 亲水表面使 污染物很容易被 雨水 冲刷干净 ，
中的血红素结合 ， 阻碍血液吸收氧气和输送氧气而 中毒死亡 ， Ｎ Ｏ
从而 产生 自清洁效 应 ， 有 利于恢复 材料表 面催化 降解 功能 ， 实现 和Ｃ Ｈ能对人 的呼吸系统造 成严重危 害 ， 在 阳光照射 下还会 产生 再 生 利 用 。 光化学烟雾 。光化学烟雾 是大 气 中的 Ｎ Ｏ 和 Ｃ Ｈ 等一 次污染 物 ３ 光催化 路面 涂层 研制 及其受紫外线照射后 产生 的 以臭 氧为 主的二 次污染 物所组 成 的
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１ ９ ６・
第３ ９卷 第 ５期 ２ ０ １ ３年 ２ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ １ ． ３ ９ Ｎｏ． ５ Ｆｅ ｂ ． ２ ０ｌ ３
文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ １ ９ ６ － ０ ２
半导体光催化技术是一门新兴的环保技 术 ， 光催化是指 光催
光催 化材 料表面吸附的 ０ 与 ｅ 一 和ｈ 反应生成 具有强 氧化
０２ ｄ 。＋ ｅ一一 ０ ０２ ｄ ２０ ｄ ０ｄ ｓ＋ｅ一－ ＋０２ ｄ ０ ＋ｈ 一 ０
化剂吸收光后对物质所发生的光化学反 应 ， 可将 光能转化 为化学 性 的 活性 氧 ： 能， 促进有机物 的合成或分解 ， 自１ ９ ７ ２年 日本东京 大学藤 岛昭等
人发现 受 辐 射 后 的 Ｔ ｉ Ｏ 电 极 上 能 发 生 持 续 氧 化 还 原 反 应 以 来…， 半导体光催化研 究正 处于快 速发展 阶段 ， 已被 成功应 用 于
工业废气废水 的降解处理 。由于汽 车尾 气排出后首 先接触 的 是路面 ， 若能将光催化 剂负 载于路 面 ， 利 用 阳光 净化 汽车尾 气 中 的污染物 ， 则能成为一种新型防治汽车尾气 污染 的方 法。
混合污染物 ， 光化学烟雾 能刺激 人们 的喉 、 眼、 鼻等 粘膜 ， 同时还 具有致癌作用 。最近 十几年 ， 由于我 国经 济 的快速发 展 ， 城市
汽车 的保有量迅 速增加 ， 交 通拥堵 加剧 ， 空气 污染 严重 。国际卫
３ ． １ 制 备 过 程
通 过光催化材料 降解 汽车尾气 机理 的分析 ， 采 用溶胶一凝 胶