CN102078751B - 一种具有净化汽车排放NOx功能的沥青路面渗透剂 - Google Patents
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Abstract
净化汽车排放氮氧化物(NOx)的沥青路面渗透剂的制备方法,属于新材料技术领域。目的是为公路路面提供一种能够用于净化汽车排放NOx的新型沥青路面渗透剂。本发明特征是利用沥青路面具有孔隙的特点,通过配制具有净化功能的渗透液,喷洒在沥青路面表面后可迅速渗透到沥青路面内部,溶剂挥发后,使纳米光催化材料负载在沥青路面的孔隙中,使其具备净化功能,同时不影响沥青路面的视觉效果和其它路用性能。本发明的效果和益处是,这种新型沥青路面渗透剂,可净化汽车排放NOx达到40%以上,适用于各等级沥青路面。
Description
一、技术领域
本发明属于新材料技术领域,涉及到使用纳米二氧化钛(TiO2)作为光催化剂来制备的一种具有净化汽车排放氮氧化物(NOx)的沥青路面渗透剂及制法。
二、背景技术
汽车尾气是大气环境的主要污染源之一,而NOx是汽车尾气中危害最大,最难处理的主要污染物。综合来看,治理汽车排放NOx的技术主要分为机内净化和机外净化两大途径。机内净化就是通过改善发动机的燃烧状况,如改良燃料、改进汽车发动机结构等,从根本上防止或减少有害污染物在机内生成,达到发动机的“标本兼治”功效。其中目前较为先进的技术有:稀薄燃烧技术、排气再循环技术等。机外净化,主要有化学法、静电法、机械法三种净化方法。机械法净化主要是采用某种特殊的吸附剂吸附尾气中的有害物质。由于吸附剂需要经常更换,因而使用受到很大限制;静电法则是在排气口加上高压电极,使流经的废气有害成分电离成离子,然后,在下端设置吸附离子的吸附板,废气经净化器净化后排入大气,减轻了汽车尾气对大气污染,但吸附板需要定期清洁。而化学法就是将汽车尾气通过专用装置进行催化氧化或催化还原,将废气中有害或未燃尽的成分转化或补燃为无害气体,达到净化作用。其中三效催化转换器,是最为常用的方法。
目前,在众多NOx的治理方法中,把纳米TiO2光催化材料作为了治理机动车排放NOx的一种新途径。道路是汽车的直接承载者,其路面附近及道路周围又是汽车尾气污染的重灾区,将纳米光催化材料有效的应用到道路表面,会直接有效的消除汽车尾气的污染,从而产生巨大的经济效益和社会效益。
三、发明内容
本发明的目的在于为沥青公路路面提供一种能够用于净化汽车排放NOx的新型沥青路面渗透剂。
本发明的基本原理是:纳米TiO2材料是当今应用的一种主要光催化材料,其带隙能为3.2eV,相当于波长为387.5nm光子的能量。当受到波长小于387.5nm的紫外光照射时,纳米材料价带上的电子跃迁到导带上,形成电子-空穴对H+和e-。同时由于电子和空穴可以自由移动,当溶解在纳米TiO2中的氧俘获电子形成O-2时,O2便与H+反应形成HO2·,而空穴将吸附纳米TiO2中的OH-和H2O氧化成OH·。当汽车排放的污染物NOx扩散到TiO2表面时,NO可快速的与HO2·进行了光化学反应并生成NO2。NO2进一步与OH·反应,氧化形成NO3 -。
本发明的技术方案是:一种用于净化汽车排放NOx的沥青路面渗透剂,其基本组成为:纳 米TiO21%~5%,活性炭1%~3%,硅烷偶联剂1%~5%,乙醇5%~10%,异丁基三乙氧硅烷20%~40%,其余为双蒸馏水,以上均为质量百分比。
本发明的效果和益处是:这种沥青路面渗透剂,具有优良净化汽车排放NOx的功能,并可通过定期用水清洗路面,可保证该沥青路面保持净化功能不丧失。该渗透剂材料生产简单,造价低廉,广泛适用于各等级沥青路面,能够产生巨大的经济效益和社会效益。
四、具体实施方式
实例一:
步骤1选用锐钛型纳米TiO2其有效成分要大于95%,一次粒径≤25nm;
步骤2将选用的纳米TiO2其溶于硅烷偶联剂中,并使用不低于4000r/min的速度搅拌均匀;
步骤3将活性炭进行研磨后(细度在200目以下),并缓慢加入纳米TiO2溶液中,并继续使用磁力搅拌均匀;
步骤4将异丁基三乙氧硅烷与乙醇配成浓度为25%(质量百分比浓度)的混合溶液;
步骤5将纳米TiO2与活性炭混合溶液,缓慢加入异丁基三乙氧硅烷与乙醇配成的混合溶液中,并使用超声分散混合均匀。
步骤6利用喷枪,进行喷涂渗透。空气压力3.0-3.5MPa,喷距20-30cm,速度为8-10g/s。使用时,枪口垂直于路面,每次喷涂3-5次。
实例二:
步骤1选用锐钛型与金红石型纳米TiO2其质量比为(9∶1)~(7∶3),有效成分要大于95%,一次粒径≤25nm;
步骤2将选用的纳米TiO2其溶于硅烷偶联剂中,并使用不低于4000r/min的速度搅拌均匀;
步骤3将活性炭进行研磨后(细度在200目以下),并缓慢加入纳米TiO2溶液中,并继续搅拌均匀;
步骤4将异丁基三乙氧硅烷与乙醇配成浓度为25%(质量百分比浓度)的混合溶液;
步骤5将纳米TiO2与活性炭混合溶液,缓慢加入异丁基三乙氧硅烷与乙醇配成的混合溶液中,并使用超声分散混合均匀。
步骤6利用喷枪,进行喷涂渗透。空气压力3.0-3.5MPa,喷距20-30cm,速度为8-10g/s。使用时,枪口垂直于路面,每次喷涂3-5次。
Claims (1)
1.一种具有净化汽车排放NOX功能的沥青路面渗透剂制备方法,其特征在于所述的沥青路面渗透剂其基本组成为:纳米TiO21%-5%,活性炭1%-3%,硅烷偶联剂1%-5%,乙醇5%-10%,异丁基三乙氧硅烷20%-40%,其余为双蒸馏水,以上均为质量百分比;
包括以下步骤:
步骤1选用锐钛型纳米TiO2其有效成分要大于95%,一次粒径≤25nm;
步骤2将选用的纳米TiO2溶于硅烷偶联剂中,并使用不低于4000r/min的速度搅拌均匀;
步骤3将活性炭进行研磨后,细度在200目以下,并缓慢加入纳米TiO2溶液中,并继续使用磁力搅拌均匀;
步骤4将异丁基三乙氧硅烷与乙醇配成质量浓度为25%的混合溶液;
步骤5将纳米TiO2与活性炭混合溶液,缓慢加入异丁基三乙氧硅烷与乙醇配成的混合溶液中,并使用超声分散混合均匀。
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