纳米二氧化钛材料在汽车尾气分解中的应用
光催化技术在大气污染治理工程中的应用研究
光催化技术在大气污染治理工程中的应用研究摘要：随着人类工业生产和城市化进程的加速，大气污染日益严重，不仅对人类健康造成威胁，也对环境产生了负面影响。
针对大气污染治理问题，传统的治理技术和方法已经无法满足要求，新的技术和方法逐渐得到关注和应用。
其中，光催化技术因其高效、可控、环保等优点，被广泛应用于大气污染治理工程。
本文对光催化技术进行了一定介绍，在此基础上，进一步探讨了光催化技术在大气污染治理工程中的具体应用，并结合案例进行了分析，有助于促进光催化技术在大气污染治理工程中的广泛应用，进而提高大气污染治理工作水平。
关键词：光催化；大气污染；治理1前言随着人们生活水平的提高和工业化进程的加速，大气污染问题越来越引起人们的关注。
传统的大气污染治理技术难以满足现代社会的需求，因此发展新型的、高效的污染治理技术变得非常必要。
光催化技术通过利用光催化材料在光照下产生的电子和空穴，以及催化剂表面的活性位点，将污染物分解为无害物质，从而达到净化空气的目的。
光催化技术具有反应效率高、处理效果好、无二次污染等优点，在大气污染治理中具有广泛的应用前景。
2光催化技术概述2.1光催化反应的机理光催化反应的机理主要包括以下几个步骤：（1）光吸收：光催化反应首先需要光子的激发，光子能量越大，激发的电子就越多。
当光子与催化剂相遇时，催化剂中的电子会吸收光子的能量，从基态激发到激发态，成为激发态电子。
（2）活性中间体的形成：激发态电子与催化剂分子中的分子轨道上的电子发生相互作用，形成活性中间体。
这些活性中间体通常具有高度的反应活性和选择性。
（3）氧化还原反应：活性中间体与污染物接触后，会发生氧化还原反应。
光催化反应中的氧化还原反应通常是指光致电荷转移反应（PCET）或电子转移反应（ET）。
PCET反应是指电子和质子同时转移，ET反应是指只有电子转移。
2.2光催化技术的特点光催化技术的特点主要包括以下几个方面：（1）选择性强：光催化反应是一种非常选择性的反应，可以选择性地催化某些分子的氧化还原反应，而不影响其他分子的反应。
光催化材料在环境净化中的应用
光催化材料在环境净化中的应用第一章：简介光催化材料是一类具有特殊光电化学性质的材料，通过光照激发内部电子，产生光生载流子对并参与化学反应的过程，可以应用于环境净化领域。
本文将介绍光催化材料在空气净化和水处理两个方面的应用。
第二章：光催化材料在空气净化中的应用2.1 光催化材料在室内空气净化中的应用室内空气污染已经成为一个严重的问题，对人们的健康产生了很大的威胁。
光催化材料可以利用光照下的光生载流子对有害气体进行催化降解，有效减少有害气体的浓度。
例如，二氧化钛（TiO2）是一种常用的光催化材料，在紫外光照射下，能够将空气中的有机污染物分解为无害的物质，如水和二氧化碳。
因此，将光催化材料应用于室内空气净化可以有效降低有害气体浓度，改善室内空气质量。
2.2 光催化材料在汽车尾气净化中的应用汽车尾气中含有大量的有害气体，如一氧化碳、氮氧化物等。
将光催化材料应用于汽车尾气净化可以有效降低有害气体排放。
以二氧化钛为例，通过将二氧化钛涂覆在汽车尾气催化器表面，利用光催化材料的光电化学性质将有害气体催化降解，从而减少尾气中有害物质的排放量。
这种方法不仅可以改善空气质量，还可以减少人们接触到的有害气体，对保护环境和人体健康具有重要意义。
第三章：光催化材料在水处理中的应用3.1 光催化材料在废水处理中的应用废水中含有各种有机污染物和重金属离子，对环境和生态系统造成严重污染。
光催化材料在废水处理中可以通过光生载流子对的活化产生强氧化剂，对有机污染物进行降解，同时还可以催化重金属离子的还原和吸附，从而实现废水的净化。
例如，TiO2纳米颗粒可以催化降解废水中的有机污染物，降解效果显著。
因此，将光催化材料应用于废水处理可以有效去除废水中的有机污染物和重金属离子，净化水体。
3.2 光催化材料在自来水处理中的应用自来水中存在着各种有机物和无机物，其中部分物质对人体健康构成威胁。
利用光催化材料对自来水进行处理，可以去除有机物、杀灭细菌和病毒，同时还可以降解水中的致癌物质和异味物质，提高自来水的质量。
改性二氧化钛降解汽车尾气中NOx研究
改性二氧化钛降解汽车尾气中NOx研究作者：周晶来源：《中国科技纵横》2016年第20期【摘要】在常温常压条件下，实验采用无机盐超声辅助水热法合成WO3/TiO2纳米复合材料，考察不同煅烧温度和不同摩尔配比对WO3/TiO2纳米光催化剂性能的影响，以NOx为目标污染物，通过考察NOx的降解效率表征WO3/TiO2纳米复合材料的光催化性能。
结果表明：在可见光照射下，合成的WO3/TiO2纳米复合材料表现出对NOx有较好的光催化性能，其中，WO3/TiO2的摩尔配比为1：1，煅烧温度为550℃时，NOx的光催化降解效果最好。
【关键词】汽车尾气光催化纳米二氧化钛氮氧化物大气颗粒物是影响人体健康、大气能见度和地球辐射平衡的重要污染物[1]。
大量的PM2.5来自于机动车尾气等排放的一次污染物及其在空气中发生化学反应而生成的二次粒子[2]。
汽车尾气排放是目前增长最快的大气污染源，汽车尾气排放的主要污染物有：一氧化碳、碳氢化合物（包括苯、苯并芘等）、氮氧化物（NO、NO2等）、微粒、二氧化硫、二氧化碳、醛类等。
另外，汽车排放到大气中的碳氢化合物和NOx在特定的气象条件下形成的光化学烟雾[3]。
光催化氧化技术是一种高级氧化技术，光催化氧化技术在处理气相污染物中已取得较大成功。
Toma等[5]研究发现，二氧化钛光催化剂可以有效的降解氮氧化物气体。
本文将通过超声辅助水热法制备纳米二氧化钛光催化剂并进行降解NOx实验，期望在光催化处理汽车尾气方面得到应用，进一步减少汽车尾气中可吸入颗粒物的排放。
1 实验实验所用的化学试剂及药品主要有硫酸钛和钨酸钠等，所需实验设备主要有电磁搅拌器、真空干燥箱、马弗炉等。
实验采用无机盐超声辅助水热法制备TiO2纳米光催化剂颗粒，主要考察煅烧温度和WO3/TiO2摩尔比对NOx降解的影响。
二氧化钛光催化剂的表征主要通过紫外-可见漫反射吸收光谱方法。
光催化性能的试验方法根据GB/T 17096-1997《室内空气中氮氧化物卫生标准》中附录A 的盐酸萘乙二胺分光光度法进行测试，测出的吸光度再根据规范中公式换算为NOx的浓度。
纳米二氧化钛光催化汽车尾气在路面中的应用
纳米二氧化钛光催化汽车尾气在路面中的应用摘要近年来随着经济的发展，大量汽车排放的尾气对空气的污染越来越严重。
纳米二氧化钛的光催化性质，能分解空气中的有害气体，如将纳米二氧化钛用在沥青道路中，必将对城市周围空气质量有较大的改善。
目前将纳米二氧化钛应用于路面中方式主要分为两种：一种是掺拌式，另一种是涂覆式。
本文主要论述上述两种方法在路面光催化中的应用。
关键词沥青路面；汽车尾气；纳米二氧化钛；光催化1概述汽车作为交通工具为人们的出行提供方便的同时也为人类带来了很多的问题，其中汽车尾气对环境的污染最为严重。
空气污染直接导致了雾霾天气，2013年全国雾霾天数已达52年来之最，平均雾霾天数达29.9天。
据统计仅2013年1月，雾霾事件造成的全国交通和健康的直接经济损失保守估计约230亿元。
因此开展降解汽车尾气的沥青路面的研究，对于治理空气污染、提高全民身体健康水平有着重要的意义。
2纳米二氧化钛光性质及光催化机理二氧化钛是一种能带间隙较宽的新型半导体（n型）材料，有锐钛矿型、金红石和板钛矿晶型三种常见的晶型，其化学性能稳定。
由于半导体能带不连续，在波长小于一定范围的光照射下，能吸收能量高于其禁带宽度的波长光的辐射，产生电子跃迁，形成空穴（h+）电子（e-）对，从而产生活性很强的自由基和超氧离子等活性氧，易将有机物和有害气体催化分解。
TiO2的尺寸的越小，与物质接触的表面积就越大，其光催化活性也越强。
根据这一理论，若将纳米二氧化钛添加到道路材料中，在光照条件下，二氧化钛可变为催化剂，将汽车排放的一氧化碳、碳氢化合物（HC）和氮氧化物被分别分解为的碳酸盐和硝酸盐，然后吸附在路面空隙中，遇雨天即可随雨水冲走。
分解原理可表示为如下反应式：3纳米二氧化钛在路面中的应用1972年，日本学者Fujishima和Honda在N型半导体二氧化钛单电极上发现水的光电催化分解作用，立刻引起了学术界的广泛关注。
以此为契机，各国开始对光催化的研究逐步增加。
纳米二氧化钛在净化汽车尾气中的应用
开尔纳米产品应用论文（周报）论文名称纳米二氧化钛在净化汽车尾气中的应用一、本期推介粉体：1、主要技术指标（与本论文相关联的指标）：纳米二氧化钛2、本期重点推介的性能（关键词、句）：纳米二氧化钛汽车尾气净化二、产品应用的主要内容（使用方法、简易流程等）：1、主要原理（机理）叙述：纳米 TiO2 材料具有化学稳定性好，反应活性大等特点。
纳米 TiO2 材料的禁带宽度为 3. 2 eV,对应的光吸收阀值为387. 5 nm。
只有当它吸收了波长小于或等于387. 5 nm的光子时，其吸收能量高于其禁带宽度的波长光的辐射，产生电子跃迁。
由于能量传递，将产生活性很强的自由基和超氧离子等活性氧，诱发光化学反应，产生催化作用。
活泼的自由基可以把许多难以降解的有机物氧化为二氧化碳和水等无机物。
2、使用工艺、过程描述：本试验采用了短弧氙灯，短弧氙灯能发射出很强的紫外辐射连续光谱 (紫外光波长一般为 3～390 nm)。
该光谱非常近似于太阳光的可见连续光谱。
试样:将含有纳米 TiO2 材料的试剂涂刷在模拟道路真实状况的混凝土试样表面上,混凝土试样规格为 35 cm ×30 cm ×5cm,试剂中 TiO2 质量分数分别为 10%和 20%。
汽车尾气:汽车尾气 (其中含有定量的 NOx )经干燥后直接排入实验舱中 ,试验过程中舱内气体处于密闭状态。
舱内气体压力: 105. 378 kPa。
舱内气体温度: (20 ±2) ℃。
（1）反应时间对 NOx 降解效果的影响（2）催化剂质量分数对 NOx 降解效果的影响。
在实验舱温度、压力和光照基本相同的情况下 ,改变涂刷在混凝土试件表面的 TiO2 光催化剂的质量分数 ,之后通入相同质量分数 NO的汽车尾气。
（3）3. 3 光催化剂的重复使用效率。
试验表明 ,表面涂有 TiO2 光催化剂的试样经多次使后 ,其催化剂表面活性减弱 ,表现为对汽车尾气中 NOx 的解能力明显降低。
纳米催化降解汽车尾气技术在沥青路面中的应用
ＬＧＳＩＳＥ ＧＮ Ｅ ｌ Ｎ Ａ Ａ Ｅ Ｅ Ｔ Ｏ ｌ Ｃ Ｎ ＩＥＲＮ Ａ ＤＭ Ｎ Ｇ Ｍ Ｎ Ｔ Ｇ
物流工程与管理
交 通 运输
ｄ ｉ Ｏ ３ ６ ￣． ｓ ．６ ４－ ９ ３ ２ １ ． ３ ０ ６ ｏ： ． ９ ９ ｉ ｎ １ ７ ４ ９ ．０ ２ ０ ．５ ｌ ｓ
料 的级配形 式等 因素均对降解 尾气 的效果产生影响 。 紫外线强度对催化反应存在 显著影 响。光催化 的必要条 件是 光源 ， 内对 比试验 表明 ， 内白天 、 外 一 ８ ２１ — ２ Ｏ 【 作者简介】胡春华（９３ ）男 ， １７一 ， 副教授， 从事公路工程的教学与研究工作。
４ ％ 左右 ， ５ 在完全黑暗环境下 ， 化剂对 Ｎ 光催 Ｏ基本 无降解效
果 。其 中以降解效能来评价单 阶段降解失效后 气体 的最 大降
解率， 计算方法为 ：
口：
ｍ
ｘ１０ ０ ％
（） ４
③光催化氧化 后 的 ｓ 等 物 质对 水泥 和混 凝 土 有侵 蚀 ０
性， 对作 为道路结 构材料 的水 泥和混 凝土 的强度 有损害。
１８ ４
物流工程与管理 ４ 光催化材 料应 用于道路工程中存在 的问题
第３ ４卷
暗条件 下 ， 催化效 能存在 较大 差异 ， Ｃ和 Ｎ Ｈ Ｏ的降解 效能 有
明显的区别 。特 别是对 于 Ｎ 在 紫外线 的直接 照射下 ， 降 Ｏ， 其 解 效能可达 ８ ％ 以上 ， 在 室 内环 境 下 ， ０ 而 降解 效 能 降 低 到
是相互影 响的。
均值 。
掺加催化剂 的方式影 响。文献 … 和 对沥青｝ 合料 进行 昆 的室 内试验表 明 ， 采用涂覆 的方式添加催 化剂时 ， 降解速率 明 显 高于拌合 式 掺 入 方 式 ， 合式 降 解 速 率 下 降较 慢 。对 于 拌 Ｃ ＨＣ和 Ｎ 直接拌和与碾 压后涂 覆式 的降解效 果总体 相 Ｏ、 Ｏ， 当。文献 …认 为 ， 尽管直接拌合的方式 没有将催 化剂 ＴＯ ｉ 置 于路 面的表面 ， 但是紫外线可穿过较 薄的沥青膜 ， 而产 生的活 性氧 化剂 也能 穿透 沥青膜 ， 从而 发挥 降解 汽车 尾气 的效 果。 考虑到直接拌 合的方式 操作 简便 ， 而涂 覆 的方 式则 存在 被车
汽车尾气的净化
汽车尾气净化技术
采取的途径主要有两种 一是在不改变 燃料种类的情况下采用清洁燃烧技术 （机内净化）与尾气净化技术（机外净 化）；二是利用绿色环保燃料来减少汽 车尾气中有害物的排放。目前国外已运 用的机内净化方法主要有 延迟点火法 、 废气再循环装置、 ECR、 控制燃烧装置 、 CSS、清洁空气装置、 CAP 以及低温等 离子体技术。机内净化只能减少有害气 体的生成量，不能除去已生成的有害气 体 ，因此净化效率不高。
通常所说的光触媒是一类以TiO2为代表的 具有光催化功能的光半导体材料的总称。 光催化降解材料在紫外线的照射下， 其中的TiO2，可产生游离电子及空穴，因 而具有很强的光氧化还原能力，可氧化分 解汽车尾气中的有机化合物和部分无机物。 同时，TiO2受光后生成的氢氧自由基能对 有机物质和有害气体进行氧化还原反应， 将其转化为无害的水、一氧化碳和盐等。 反应过程中，TiO2作为催化剂本身并不直 接参与氧化还原的反应，而只是扮演发生
汽车尾气的 净化
第八组
随着经济的发展，汽车已走进千家万户，而随着汽车 的增加，汽车尾气对环境的影响也日益显著，汽车尾 气中含有多种有害气体，有害颗粒等，对人的身体健 康有很大危害，人们的环保呼声越来越高涨。
因此，降低机动车的废气排 放成为当今社会的热点之一。 尾气处理有多种方法，使用 新能源，改善燃烧装置等， 其中汽车尾气净化催化剂是 控制汽车尾气排放减少污染 的最有效手段。
化合物代替贵金属作催化剂，可以更有效 地解决汽车尾气中一氧化碳和氮氧化物的 污染问题。我国位于江苏无锡国家高新区 内的威孚力达催化净化器有限责任公司， 自主研发国Ⅲ排放标准汽车尾气纳米稀土 催化剂，已成功在奇瑞、沈阳金杯、海马、 北汽福田、吉利美日等车型上通过了国Ⅲ 匹配试验，综合性能在冈内处于领先地位。 2008年起全面配套在国内主要机动整车 上。
纳米光催化技术在治理汽车尾气中的应用
第49卷第6期2021年3月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.6Mar.2021纳米光催化技术在治理汽车尾气中的应用耿志松(华北理工大学化学工程学院，河北唐山063000)摘要：随着我国生态文明战略的推进，汽车尾气的治理受到了广泛关注。
Ti02被认为是极具开发前景的光催化材料，研究其改性方法，有助于发挥其在尾气净化方面具有的优势。
本文简要论述了尾气对人体的危害，尾气的主要治理措施，介绍了光催化技术的发展历程，光催化降解尾气的反应机理，总结了国内外纳米光催化技术在治理汽车尾气方面的应用现状，最后归纳了纳米光催化中存在一些问题，并对该技术提出展望。
关键词：纳米TO;光催化技术；路面材料；汽车尾气；降解中图分类号：X511文献标志码：A文章编号：1001-9677(2021)06-0021-03 Application of Nanometer Photocatalysis Technologyin Automobile Exhaust ControlGENG Zhi-song(College of Chemical Engineering,North China University of Science and Technology,Hebei Tangshan063000,China)Abstract:With the development of China，s ecological civilization strategy,the management of automobile exhaust gas has been widely concerned.The nano-TiO2is considered to be a promising photo catalytic material,and the study of its modified methods can help to take advantage of its advantages in exhaust gas purification.The harm of exhaust gas to human body and the main management measures of exhaust gas were briefly discussed,the development course of photocatalytic technology and the reaction mechanism of photocatalytic degradation exhaust gas were introduced,the application status of nano-p hotocatalytic technology at home and abroad in the treatment of automobile exhaust gas was summarized,and some problems in nano-p hotocatalysis were finally summarized,and the prospect of the technology was put forward.Key words:nano-Ti02;technology of photocatalysis;pavement material;automobile exhaust;degradation随着中国经济的迅速发展，环境问题日益突岀，大气质量每况愈下。
纳米技术在环境治理中的应用前景
纳米技术在环境治理中的应用前景随着工业化和城市化进程的加速，环境污染问题日益严峻，给人类的生存和发展带来了巨大的挑战。
传统的环境治理方法在应对复杂的污染问题时往往存在一定的局限性，而纳米技术的出现为环境治理带来了新的希望。
纳米技术是指在纳米尺度（1 100 纳米）上研究物质的特性和相互作用，并利用这些特性进行创新和应用的技术。
在环境治理领域，纳米技术具有广阔的应用前景，有望成为解决环境污染问题的有效手段。
一、纳米技术在水污染治理中的应用水是生命之源，但水污染问题严重威胁着人类的健康和生态平衡。
纳米技术在水污染治理方面表现出了巨大的潜力。
纳米材料可以用于吸附水中的污染物。
例如，纳米级的活性炭具有更大的比表面积和更多的孔隙结构，能够更有效地吸附有机污染物、重金属离子等。
此外，一些新型的纳米吸附材料，如纳米金属氧化物、纳米黏土等，也具有优异的吸附性能，可以选择性地去除水中的特定污染物。
纳米催化剂可以促进水中污染物的降解。
通过在纳米尺度上调控催化剂的结构和组成，可以提高其催化活性和选择性。
例如，纳米级的二氧化钛在光照条件下能够产生强氧化性的自由基，可将水中的有机污染物分解为无害物质。
纳米膜技术在水处理中也具有重要的应用。
纳米膜具有孔径小、分离效率高的特点，可以有效地去除水中的微小颗粒、细菌、病毒等污染物，同时还能实现水的回用和资源回收。
二、纳米技术在大气污染治理中的应用大气污染是当前全球面临的重大环境问题之一，对人类健康和气候变化产生了严重影响。
纳米技术在大气污染治理方面也展现出了独特的优势。
纳米催化剂可以用于汽车尾气的净化。
传统的汽车尾气催化剂在低温下活性较低，而纳米级的催化剂能够在较低温度下实现对有害气体（如一氧化碳、氮氧化物等）的高效转化，降低汽车尾气对大气的污染。
纳米材料可以用于吸附大气中的有害气体。
例如，纳米级的沸石、碳纳米管等能够吸附二氧化硫、氮氧化物等气体，从而减少大气中的污染物浓度。
此外，纳米技术还可以应用于空气净化设备中。
二氧化钛纳米管的制备及应用综述
二氧化钛纳米管的制备及应用综述段秀全盖利刚周国伟（山东轻工业学院化学工程学院，山东济南250353）摘要：TiO2纳米管具有较大的直径和较高的比表面积等特点，在微电子、光催化和光电转换等领域展现出良好的应用前景。
本文对TiO2纳米管材料的合成方法、形成机理及应用研究进行了综述。
关键词：TiO2纳米管；制备；应用中图分类号: O632.6 文献标识码: APreparation and Application of TiO2 nanotubesDUAN Xiu-quan, GAI Li-gang, ZHOU Guo-wei(School of Chemical Engineering, Shandong Polytechnic University, Jinan, 250353, China) Abstract: TiO2nanotubes have wide applications in microelectronics, photocatalysis, and photoelectric conversions, due to their relatively larger diameters and higher specific surface areas. In this paper, current research progress relevant to TiO2nanotubes has been reviewed including synthetic methods, formation mechanisms, and potential applications.Keywords: TiO2 nanotubes; preparation; application自1991年日本NEC公司Iijima[1]发现碳纳米管以来，管状结构纳米材料因其独特的物理化学性能，及其在微电子、应用催化和光电转换等领域展现出的良好的应用前景，而受到广泛的关注。
纳米TiO2的制备与应用的进展
纳米TiO2的应用与制备的研究进展李俊（中南大学化学化工学院应化0903班）摘要本文主要介绍了纳米TiO2的制备方法的现阶段进展，从物理法，化学法，新型合成方法三方面介绍了国内外的研究进展，同时综述了纳米TiO2在传感器材料，催化剂载体，光催化剂、太阳能电池原料和紫外线添加剂等方面的应用。
关键词纳米粉体 TiO2化学法应用综述1.前言纳米技术是当今世界的研究前沿。
纳米级的TiO2因其化学性高、分散性好、吸收紫外线能力强等，广泛用于化工、涂料、塑料、橡胶、纤维、造纸、油墨、搪瓷、电子等行业。
对其研究比较深的主要有传感器材料、催化剂载体、光催化剂、处理水和空气中的污染物、杀菌、太阳能电池原料以及通过贵金属沉积、离子掺杂、染料敏化、半导体复合等方法来改变其光学性质这几方面。
TiO2俗称钛白粉，无毒、无味、无刺激性、热稳定性好。
其晶相结构有四种：金红石（Rutile）、锐钛矿（Anatase）、板钛矿（Brookite）和无定形，其中以金红石型和锐钛矿型TiO2应用最为广泛[1]。
这两种晶型的TiO2硬度、密度、折光指数、光催化活性等都有所不同、两种晶型的相对含量对产品性能有较大的影响。
本文主要介绍纳米TiO2的制备和其应用的研究进展。
2.纳米TiO2的应用研究2.1 传感器材料TiO2作为敏感材料，制成传感器可检测H2、CO等可燃性气体和氧气。
特别是用作汽车尾气传感器，通过测定汽车尾气的氧含量，可以控制汽车发动机的效率。
目前研制的电阻型TiO2半导体氧传感器，以其体积小、结构简单、价格便宜而受到人们的关注[2]。
中南大学的李赛[3]将尿素酶(urease)固载于不同粒径(5nm，25nm，2.4 p m)的TiO2膜上，在350℃，pH为7的条件下采用电位法研究吸附在纳米多孔Ti02上的尿素酶的活性变化。
在钛丝基体上沉积一层纳米TiO2多孔膜，然后直接将尿素酶吸附在Ti02膜上。
基于Ti02膜的pH响应，发展了一种廉价的、易于微型化的pH敏尿素酶传感器。
二氧化钛的原理及制备
纳米二氧化钛的制备方法和应用摘要：阐述了纳米二氧化钛的制备方法，并对其不同特性的应用领域做了详细介绍。
主要介绍了纳米二氧化钛在化妆品、涂料、光催化防雾自洁等方面的应用。
关键字：纳米二氧化钛气相法物相法化妆品中的应用抗菌塑料1、前言纳米材料是任何至少有一个维度的尺寸在纳米尺度，约为1~100nm。
它的尺寸大于原子簇小雨通常的微粉。
当小粒子尺寸进入纳米量级是，其本身就具有了尺寸效应、量子效应、界面效应、库伦堵塞与量子隧穿等特性。
成为未来材料发展的热点。
纳米二氧化钛是尤其重要的一种，它有着粒径小、磁性强、光催化、表面活性大、比表面积大等特性，晶体具有防紫外线、可见光透过、颜色效应和光催化等特性。
所以纳米二氧化钛被广泛应用光催化、环境保护、化妆品、陶瓷、建筑、涂料等多个领域。
因此纳米二氧化钛的发展有着很大的前景，成为材料领域重要的研究课题。
2、纳米二氧化钛的制备方法纳米二氧化钛的制备方法可分为气相法和液相法。
本文介绍几种常用的方法。
2·1 气相法气相法是直接利用气体或者通过各种手段将物质变为气体，是之在气体状态下发生物理变化或者化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米粒子的方法。
此类反应大多是在高温下瞬时完成的，对反应器的构型、设备的材质、加热及进料方式等均有很高的要求。
气相法主要有TiCl4气相氧化法、真空蒸发—冷凝法、四氯化钛氢氧火焰法、气体颜料燃烧法。
2.1.1 四氯化钛气相氧化法此法多是以四氯化钛为原料，以氧气为氧源，以氮气为载气，在高温条件下四氯化钛和氧气发生反应生成纳米二氧化钛。
其反应式如下:TiCl4(g)+O2(g) =TiO2(s)+2Cl2(g)可利用气相氧化法制备出金红石型二氧化钛。
研究发现氧气预热温度越高,分布越窄、微粒粒径越小,随着晶型转化促进剂浓度增加粒径尺寸减小,随停留时间延长、晶型转化促进剂的增加，金红石相含量增大。
这种方法的自动化程度高，但有二氧化钛粒子遇冷壁结疤的问题没能很好解决.2.1.2 真空蒸发- 冷凝法此法是在真空反应器中通入惰性气体，并保持一定的压力,然后对蒸发物质进行真空加热蒸发, 蒸汽被液氮冷凝成超细微粒。
纳米TiO2光催化降解汽车尾气机理研究
科技论坛随着经济的快速发展，环境污染日益严重，大气污染就是其中之一。
据公安部交管局统计，截至２０１６年底，全国机动车保有量达２．９亿辆，其中汽车１．９４亿辆。
汽车所排废气中含有大量有毒有害的污染物，主要有颗粒物、挥发性有机物、氮氧化物和一氧化碳。
这些污染物极易在高温、高湿、无风等不利气象条件下发生物理和光化学反应形成ＰＭ２．５和臭氧污染。
其中，危害最大且难以处理的是氮氧化合物、碳氢化合物和二氧化硫。
汽车尾气中的氮氧化合物含量不大，但毒性很大，其毒性是含硫氧化物的３倍，氮氧化合物进入肺泡后，能形成亚硝酸和硝酸，对肺组织产生剧烈的刺激作用，增加肺毛细管的通透性，最后造成肺气肿。
纳米ＴｉＯ２光催化技术具有无毒性、能耗低、无二次污染等诸多优点，近年来国内外学者都在研究将纳米ＴｉＯ２光催化技术应用到道路工程中，并取得的很多实质性的研究成果。
１纳米ＴｉＯ２光催化技术国内外研究现状自２０世纪９０年代，日本学者发表了许多关于二氧化钛（ＴｉＯ２）光催化剂可将环境中的有害物质分解成无害物质的研究成果报告和东京大学教授藤岛、桥本提出将ＴｉＯ２光催化剂应用于环境净化的建议后，许多学者都对大气的净化、大气的污染治理、抗菌等方向进行了更加深入和细致的研究。
早期英国的科学家将二氧化钛涂覆在城市马路的铺路石表面，用以净化路面空气。
将路面材料和光催化剂混合在一起，在路面材料这个媒介的帮助下，将从汽车排气管出来被首先吸附在路面的汽车尾气二次净化，汽车尾气中ＮＯＸ的含量可以被降低很大的幅度，同时也能分解汽车尾气中的含碳化合物。
在国外将ＴｉＯ２光催化剂用在道路环保方面取得一定经验的同时，我国学者也做了一些相关的基础研究。
钱春香等以路面材料为载体，对负载型纳米二氧化钛对氮氧化物的降解作用进行了细致的研究。
叶超等通过纳米二氧化钛改性沥青混合料的残留稳定度试验、高温车辙试验和低温弯曲试验，分析了纳米二氧化钛改性沥青混合料的综合路用性能。
谭忆秋等提出了一套尾气降解能力的试验方法和评价指标，利用自主设计的测试设备对影响尾气降解能力的因素进行研究，并结合道路工程的特点对不同掺配方式路面的使用功能进行分析［１］。
纳米二氧化钛汽车尾气处理1
ナノ二酸化チタン車排気ガス中の適用★製品概要CAS#:13463-67-7該当製品外観は白い柔らかな粉末です。
特殊な工芸で出来上がったもので、粒子径が均一、比表面積が大きい、光触媒効果が良い、可視光または紫外光の作用を通して、強い酸化還元能力があります。
化学性能も安定です。
ホルムアルデヒド、キシレン、VOC、炭素水素化合物等の有害有機物、臭い、細菌、微生物等の有害物を徹底に無害のCO2とH2Oに分解します。
そして親水性と自清浄等の特性を持っています、性能は長く保持できて、二度汚染に及びません。
★技術インデックス★適用特性1、ナノ二酸化チタンはコンクリート上の応用につき、TiO2微粉は水泥に注入して、撹拌してコンクリートとモルタル材料に作ります。
または、TiO2粉を含有している糊はコンクリート外壁の表面に噴射して、空気中の有害気体がその表面に吸われてから、太陽光中の紫外線光触媒酸化作用を通じて、全ての有害気体を除去して、空気浄化の空気に達します。
2、ナノ二酸化チタンは建築材料上の応用につき、透水多穴コンクリート塊表面、深度7-8mm処に50%以下のナノTiO2粉を注入します。
この塊はよい窒素酸化物NOx等の有害気体を除去する機能を持ってあります。
道路建設の道路材料或いは建築物の壁体材料に使えます。
車燃焼設備から排するNoxを除去され、空気品質を直させます。
3、ナノ二酸化チタンはガラス上の応用につき、ガラス表面にナノTiO2薄膜を塗って、自清浄ガラスに作ってきました。
処理後のガラスの表面には超親水性能を持ってあります。
この特性の為に、水分は完全、均一的にガラスの表面に広がられています。
それと共に、完全にガラスと汚染物に浸潤して行って、水を通した重力はガラス上に付着している汚染物を離します。
それで、自清浄効果になってきて、ガラスの長期清浄を保つことができます。
ナノ二酸化チタンは車発動機、排気管、変化機印等の表面に付着して、車排したCO、窒素酸化物等を直ちに分解して、車排気ガス汚染を減少させます。
二氧化钛
一：1：纳米二氧化钛是目前应用最为广泛的一种纳米材料。
它是一种半导体材料,除了具有纳米材料共同的特点外,还具有光催化性能。
近十多年来,随着环境污染日益严重,利用半导体粉末作为光催化剂催化降解有机物的研究已成为热点。
在作为光催化剂的主要原料N 型半导体TiO2、ZnO2、CdS、WO3中,相比较而言, TiO2活性高、化学稳定性好、对人体无害,是理想的环保型光催化剂。
实验表明, TiO2至少可以经历12次的反复使用而保持光分解效率基本不变,连续580分钟光照下保持其活性,因而将其投入实际应用有着广阔的发展前景。
2：纳米二氧化钛的光催化降解机理：当二氧化钛受到波长小于387. 5nm的紫外光的照射时,价带上的电子跃迁到导带,激发电离出电子同时产生正电性的空穴,形成电子-空穴对,与吸附溶解在其表面的氧气和水反应。
分布在表面的空穴将OH -和H2O氧化成HO自由基。
HO 自由基的氧化能力是在水体中存在的氧化剂中最强的,能氧化大部分的有机污染物和无机污染物,而且对反应物几乎无选择性,在光催化氧化中起着决定性的作用。
二氧化钛的表面电子可被溶解在表面的氧俘获形成O2-。
另外表面电子具有高的还原性,可以去除水体中的金属离子。
生成的原子氧和氢氧自由基使有机物被氧化、分解,最终分解为CO2、H2O和无机物。
3：目前的研究现状：尝试对不同微生物的杀灭作用：为了考察TiO2对微生物的作用,根据不同的研究和应用背景,人们选择了细菌、病毒、藻类、癌细胞等。
目前已有报道的考察TiO2光催化作用的细菌类有: 乳杆嗜酸细胞(Lactobacil lus acidophi lus),酵母菌( Saccharomyces cerevisiae), 大肠杆菌( Es-cherichia coli), 链球菌( S treptococcus mutans , S .ratus , S .cricetus , S .sobrinus AHT)。
纳米材料在汽车尾气净化方面的应用
纳米材料在汽车尾气净化方面的应用作者：姚小刚刘颖欧阳清检刘建国靳攀峰来源：《绿色科技》2018年第08期摘要：指出了汽车尾气作为大气污染源之一，尾气排放控制备受关注，国家也日益出台越来越严格的排放限值标准。
为了有效控制汽车尾气污染，保护贵金属自然资源，对自主研发的纳米催化剂产品和目前工艺产品以及装车实用结果进行了对比分析.试验结果说明：这种特殊纳米催化剂在催化性能和成本上都有很好的应用前景。
关键词：纳米催化剂;汽车尾气控制;国5标准;大气污染中图分类号：0643文献标识码：A文章编号：1674-9944（2018）8-0121-031 引言随着雾霾天气的日益甚嚣，节能环保已经迫在眉睫，汽车尾气作为大气环境污染主要来源之一备受关注[1，2]，我国现已成为世界最大汽车产销国，年产约3000万辆[3]，尾气治理成为一项很大的课题。
汽车尾气排放控制是世界各国环境保护措施的重要环节。
汽车生产厂家在每辆新车上都必须安装一套催化转换器系统以满足国家汽车尾气排放限值标准。
随着我国汽车行业的迅速发展，国家相关规定和要求也在日益严格，对汽车排放标准的要求，也逐步在向西方发达国家标准靠拢。
目前我国已实施国5排放标准，国家环保部和国家质量监督总局在2016年12月23日联合发布了“轻型汽车污染物排放限值及测最方法（中国第六阶段）GB18352.6 - 2016”（简称国6标准），并将在2020年7月1日起实施。
在实现整车排放控制的系统中，尾气催化器是作为尾气处理环节巾的不可或缺的重要组件，可以将尾气巾的一氧化碳（C0）、碳氢（HC）和氮氧化物（N0X）转换成无害的二氧化碳（C02）、水（H20）和氮气（N2），转换效率可以高达95%～99%。
多年来世界各大催化剂公司和研究人员一直致力于如何提高催化剂性能、降低成本的研究，课题集中在如何有效利用占成本绝大部分的贵金属、如何提升涂层材料特性（如比表面积）和抗高温老化的能力上。
纳米材料在汽车尾气净化中的应用
显著提高了催化剂的抗中毒劣化能力 # 实验发现： 以纳米 )*" +$ 基气凝胶为载体的 9: 是增大了 )*" +$ 孔隙度， 催化剂在 "’%; 5 下还原 7+8 的催化效率比以传统陶瓷为载体的 9: 催化剂的催化效率高 # 这主要是由于用溶 胶 / 凝胶法得到纳米 )*" +$ 基气凝胶作为催化剂载体具有非常大的比表面积的缘故， 是催化剂的理想载体 # !"# 纳米稀土催化剂 硫中 稀土具有贮氧和催化作用， 通常将其作为助催化剂加入催化剂活性组分中， 能 提 高 催化剂的 抗 铅、
［&&］ 活性很高， 而且避免了铜系列催化剂的缺陷 ! 后来人们又发现 OJ 对 ,*- 的还原有很强的催化活性 ! 美国 P6Q0#J/6H 公司于 &87D 年首先推出了能同时有效净化 )*、 +) 和 ,*- 的 MN C MH C OJ 贵金属三效催化剂
（ ;R)） ， 其催化转化效率达 812 以上， D1 年代中期 ;R) 的制备和应用技术已经相当成熟 ! 贵金属催化剂有：
汽车工业的发展在给人类带来便利的同时也带来了环境污染的问题 # 目前世界汽车保有量 0 # 0 亿辆， 每 年排向大气的有害气体高达 ’ 亿多吨 # 我国随着国内经济的迅猛发展， 汽车产销量的猛增， 今年消耗的汽、 柴 油总量将超过 ! # ( 亿吨， 排气污染问题不容忽视 # 为了消除这一严重的社会公害， 美、 欧、 日等国家和地区相 继制定了严格的排放法规， "%%( 年欧盟即将执行欧 ! 排放标准 # 并且采用了各种治理和控制汽车尾气排放 的措施， 目前， 安装汽车尾气净化催化器是治理尾气污染最为有效的方式 # 自上世纪 1% 年代以来， 纳米科学得到迅速的发展， 纳米材料也层出不穷， 并开始涉及汽车尾气净化行 业， 国际上已把纳米粒子催化剂称为第四代催化剂 # 采用纳米技术制造的汽车尾气催化器能够提高催化效 率， 减少贵金属消耗， 降低生产成本 # 纳米技术是研究由尺寸在 ! 2 !%% 34 之间的物质组成体系的基本性质 其光、 电、 热、 磁等性质均发生很大的变化， 表 以及可能的实际应用的科学技术 # 材料的粒径降至纳米级时，
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１ 引 言
对汽 车尾 气 中各种 污染 物 的降解 作用 。研 究 发现 对
汽车 尾 气 中 的主 要 污染 物 包 括 Ｃ Ｏ、碳 氢化 合
汽车尾气 中 Ｎ Ｏ 、Ｈ Ｃ 、Ｃ Ｏ 具有最佳降解效能的光
催化材 料 中纳米 Ｔ ｉ Ｏ 含量 分别为 ４ ％、２ ％、４ ％。 ２ 纳米 Ｔ ｉ Ｏ： 在 公路 环保 工 程 中的应 用研 究进 展 目前 ，纳米 Ｔ ｉ Ｏ 在 道路 工程 中的应 用 主要有 三 种 方 式 ：（ １ ）添 加 于 沥 青 混 凝 土 ，应 用 于 沥 青 路 面 的上 面层 ；（ ２ ）添 加 于水 泥 混凝 土 ，应 用 于 水 泥 混凝 土 路 面 的表 面功 能 层 ；（ ３ ）添 加 于 涂 料
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第４ ２ 卷
第３ 期
交
通
标
准
化
Ｖｏ １ ． ４ ２ Ｎｏ ． ３
２ ０ １ ４ 年２ 月
Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｆ ｅ ｂ．２ ０分解 中的应 用
氧化钛 在水泥混凝土 、沥青混凝土 中的应用研究情况 ，并介绍 了纳米二氧化钛在 国内道路 工程 中的应 用案例 。
关键词 ：道路工程 ；汽车尾 气；光催化 ；纳米二氧化钛
中图分类号 ：Ｘ Ｔ ３ ４ ． ２ ０ １
文献标识码 ：Ａ
文章 编号 ：１ ０ ０ ２ — ４ ７ ８ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ ０ ２ ４ — ０ ３
ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ Ｃｈ ｉ ｎ ａ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｈ ｉ ｇ ｈ ｗａ ｙ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ； ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｅ ｘ ｈ ａ ｕ ｓ ｔ ； ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ； ｎ ａ ｎ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｔ ｉ ｔ ａ ｎ ｉ ｕ ｍ ｄ ｉ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ
衷 平 ，马泽欣 ，刘黎 萍。 ，孙立军 ，何 吉成 。
（ １ ． 交通 运输 部规 划研 究院 ，北 京 １ ０ ０ ０ ２ ８ ；２ ． 同济大学道路与交通工程教育部重点 实验 室 ，上海 ２ ０ １ ８ ０ ４ ）
摘 要 ：综述 了纳米二氧 化钛分解 汽车尾 气性 能的研 究现状及 其在公路 环保工程 中的应 用研 究进展 ，包括 纳米二
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｎ ａ ｎ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｔ ｉ ｔ ａ ｎ ｉ ｕ ｍ ｄ ｉ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ｆ ｏ ｒ ｄ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｎ ｇ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｅ ｘ ｈ ａ ｕ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｎ ａ ｎ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｔ ｉ ｔ ａ ｎ ｉ ｕ ｍ ｄ ｉ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ｉ ｎ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
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