CN105057004A

CN105057004A - 一种能降解汽车尾气的光触媒沥青的制备方法

Info

Publication number: CN105057004A
Application number: CN201510576215.2A
Authority: CN
Inventors: 郭迎庆; 林大伟; 张帆
Original assignee: Jiangsu Zhenyu Environmental Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Zhenyu Environmental Technology Co Ltd
Priority date: 2015-09-11
Filing date: 2015-09-11
Publication date: 2015-11-18

Abstract

本发明涉及一种能降解汽车尾气的光触媒沥青的制备方法，属于催化剂技术领域。本发明将钛酸丁酯加入到无水乙醇中，用二乙醇作为抑制剂，再加入硝酸银溶液，摇床振荡反应后陈化得凝胶状物质，放入马弗炉中煅烧制得光触媒材料，将制得的光触媒材料按一定比例加入到沥青基质中，通过剪切搅拌等一系列工序制得一种能降解汽车尾气的光触媒沥青。实例证明，本发明方法独特新颖，效果突出显著，在操作过程中不仅使得汽车尾气中有害排放物的去除率高达88％以上，而且在无形中加速分解了汽车尾气的排放物，使其分解速度提高了20％以上。

Description

一种能降解汽车尾气的光触媒沥青的制备方法

技术领域

本发明涉及一种能降解汽车尾气的光触媒沥青的制备方法，属于催化剂技术领域。

背景技术

随着生活水平的不断提高，汽车作为生活高水准的标志，正在快速的进入广大家庭。生活水平提高，汽车工业发展，随之而来的就是汽车尾气的排放量增加，这种气体排放物大多数是由一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物组成含有大量的有害气体，是城市大气环境污染的主要污染源之一，不仅气味怪异，而且令人头昏、恶心，影响人的身体健康。在车辆不多的情况下，大气的自净能力尚能化解汽车排出的毒素。但随着汽车数量的急剧增加，交通拥堵成了家常便饭，汽车本应具备的便捷、舒适、高效的优势逐渐被过多的车辆所抵消。

光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，它涂布于基材表面，在紫外光线的作用下，产生强烈催化降解功能：能有效地降解空气中有毒有害气体、有效杀灭多种细菌、将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理，同时还具备除臭、抗污、净化空气等功能。

由于汽车尾气对环境的影响越来越大，因此尾气的治理就越来越重要。目前汽车尾气的治理方法五花八门，无论何重方法，目的只有一个即减少汽车尾气对环境的排放、保护大气环境。目前技术中治理尾气的方法主要有尾气净化剂法和转移法，其中转移法是指将尾气转化为另一种或几种无污染或污染性小的物质，但是该方法去除率和转换率比较低，转换时间比较长，另外的尾气净化剂法是指利用汽车尾气装置本身所具有的吸附、分解原理，经过现代科学技术处理，所形成的具有消除空气中有害气体、祛除各种异味功能的方法，但是该方法对尾气的腐蚀性比较大，降低了尾气净化的长期效果以及降低了尾气净化装置的使用寿命。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前汽车尾气排放物中含有大量的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物，对于环境以及人体危害非常大，在传统治理方法中主要是在汽车上面装处理尾气装置，以及利用转换法将尾气转换成污染性小的物质，却没有利用路面沥青直接加速分解汽车尾气排放物的弊端，提供了一种能降解汽车尾气的光触媒沥青的制备方法，该方法将钛酸丁酯加入到无水乙醇中，用二乙醇作为抑制剂，再加入硝酸银溶液，摇床振荡反应后陈化得凝胶状物质，放入马弗炉中煅烧制得光触媒材料，将制得的光触媒材料按一定比例加入到沥青基质中，通过剪切搅拌等一系列工序制得一种能降解汽车尾气的光触媒沥青，该方法不仅对于汽车本身没有腐蚀性危害，而且在无形中加速分解了汽车尾气的排放物，保护了环境以及保障了人体健康。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）量取50～60mL的无水乙醇放入500mL的烧杯中，再取20～30mL钛酸丁酯缓慢的加入到无水乙醇中，之后加入25～30mL二乙醇胺作为抑制剂，放置在磁力搅拌机上，以200～300r/min的转速搅拌1～2h，使其充分分散，制成反应物1；

（2）取1～2mL硝酸锌溶液加入到50～100mL去离子水中，一起倒入分散罐中，以100～200r/min的转速分散15～20min，充分分散后，加入20～30mL无水乙醇，摇床振荡10～15min，制成反应物2；

（3）一边搅拌一边缓慢的将反应物2逐滴滴加进反应物1中，控制滴速使其10～20min内滴完，之后用浓度为2mol/L的盐酸溶液调节pH至6～8，置于磁力搅拌机上搅拌2～3h，搅拌转速为300～400r/min，之后陈化12～18h形成凝胶状，移入马弗炉，在450～550℃的条件下焙烧3～5h，冷却至室温后，研磨成90～100目的粉末，制得掺杂纳米氧化钛，即光触媒；

（4）取10～15kg基质沥青放入搅拌剪切机，加热升温至190～195℃，加入100～200g上述制得的掺杂纳米氧化钛，剪切搅拌10～20min，搅拌转速为3000～4000r/min；

（5）接着加入5～10kg湖沥青，继续剪切搅拌15～20min，控制温度180～190℃，之后加入5～10g硫磺作为稳定剂，控制温度为170～175℃继续剪切搅拌10～20min，搅拌转速为3000～4000r/min，再加入15～20g糠醛油，放置在磁力搅拌机上，以100～200r/min的转速搅拌15～30min后静置反应2～3h，即得一种能降解汽车尾气的光触媒沥青。

所述的湖沥青组成成分和质量百分比为：沥青质30～31％，树脂26～27％，芳香酚32～33％，苯酚9～12％。

本发明的应用方法是：取适量本发明所制得的沥青，并加入其重量2～4倍的石粉、0.5～0.8倍清水，在温度为150～190℃的条件下顺时针搅拌20～30min，使其混合均匀，之后将所制得的混合物均匀铺设在马路上，厚度为5～8cm，并用压路机压平，在太阳下暴晒1～3天，使其自然风干、凝固即可。

本发明的有益效果是：

（1）不仅对于汽车本身没有腐蚀性危害，而且保护了环境以及保障了人体健康；

（2）去除效果显著，使得汽车尾气中有害排放物的去除率高达88％以上；

（3）在无形中加速分解了汽车尾气的排放物，使其分解速度提高了20％以上。

具体实施方式

首先量取50～60mL的无水乙醇放入500mL的烧杯中，再取20～30mL钛酸丁酯缓慢的加入到无水乙醇中，之后加入25～30mL二乙醇胺作为抑制剂，放置在磁力搅拌机上，以200～300r/min的转速搅拌1～2h，使其充分分散，制成反应物1；接下来取1～2mL硝酸锌溶液加入到50～100mL去离子水中，一起倒入分散罐中，以100～200r/min的转速分散15～20min，充分分散后，加入20～30mL无水乙醇，摇床振荡10～15min，制成反应物2；随后一边搅拌一边缓慢的将反应物2逐滴滴加进反应物1中，控制滴速使其10～20min内滴完，之后用浓度为2mol/L的盐酸溶液调节pH至6～8，置于磁力搅拌机上搅拌2～3h，搅拌转速为300～400r/min，之后陈化12～18h形成凝胶状，移入马弗炉，在450～550℃的条件下焙烧3～5h，冷却至室温后，研磨成90～100目的粉末，制得掺杂纳米氧化钛，即光触媒；然后取10～15kg基质沥青放入搅拌剪切机，加热升温至190～195℃，加入100～200g上述制得的掺杂纳米氧化钛，剪切搅拌10～20min，搅拌转速为3000～4000r/min；最后接着加入5～10kg湖沥青，继续剪切搅拌15～20min，控制温度180～190℃，之后加入5～10g硫磺作为稳定剂，控制温度为170～175℃继续剪切搅拌10～20min，搅拌转速为3000～4000r/min，再加入15～20g糠醛油，放置在磁力搅拌机上，以100～200r/min的转速搅拌15～30min后静置反应2～3h，即得一种能降解汽车尾气的光触媒沥青。

实例1

首先量取50mL的无水乙醇放入500mL的烧杯中，再取20mL钛酸丁酯缓慢的加入到无水乙醇中，之后加入25mL二乙醇胺作为抑制剂，放置在磁力搅拌机上，以200r/min的转速搅拌1h，使其充分分散，制成反应物1；接下来取1mL硝酸锌溶液加入到50mL去离子水中，一起倒入分散罐中，以100r/min的转速分散15min，充分分散后，加入20mL无水乙醇，摇床振荡10min，制成反应物2；随后一边搅拌一边缓慢的将反应物2逐滴滴加进反应物1中，控制滴速使其10min内滴完，之后用浓度为2mol/L的盐酸溶液调节pH至6，置于磁力搅拌机上搅拌2h，搅拌转速为300r/min，之后陈化12h形成凝胶状，移入马弗炉，在450℃的条件下焙烧3h，冷却至室温后，研磨成90目的粉末，制得掺杂纳米氧化钛，即光触媒；然后取10kg基质沥青放入搅拌剪切机，加热升温至190℃，加入100g上述制得的掺杂纳米氧化钛，剪切搅拌10min，搅拌转速为3000r/min；最后接着加入5kg湖沥青，继续剪切搅拌15min，控制温度180℃，之后加入5g硫磺作为稳定剂，控制温度为170℃继续剪切搅拌10min，搅拌转速为3000r/min，再加入15g糠醛油，放置在磁力搅拌机上，以100r/min的转速搅拌15min后静置反应2h，即得一种能降解汽车尾气的光触媒沥青。

本实例方法简单易行，在操作过程中取适量本发明所制得的沥青100kg，并加入300kg的石粉、50kg清水，在温度为150℃的条件下顺时针搅拌20min，使其混合均匀，之后将所制得的混合物均匀铺设在马路上，厚度为5cm，并用压路机压平，在太阳下暴晒1天，使其自然风干、凝固。不仅使得汽车尾气中有害排放物的去除率高达88％，而且在无形中加速分解了汽车尾气的排放物，使其分解速度提高了20％。

实例2

首先量取55mL的无水乙醇放入500mL的烧杯中，再取25mL钛酸丁酯缓慢的加入到无水乙醇中，之后加入28mL二乙醇胺作为抑制剂，放置在磁力搅拌机上，以250r/min的转速搅拌1.5h，使其充分分散，制成反应物1；接下来取1.5mL硝酸锌溶液加入到70mL去离子水中，一起倒入分散罐中，以150r/min的转速分散17min，充分分散后，加入25mL无水乙醇，摇床振荡13min，制成反应物2；随后一边搅拌一边缓慢的将反应物2逐滴滴加进反应物1中，控制滴速使其15min内滴完，之后用浓度为2mol/L的盐酸溶液调节pH至7，置于磁力搅拌机上搅拌2.5h，搅拌转速为350r/min，之后陈化16h形成凝胶状，移入马弗炉，在500℃的条件下焙烧4h，冷却至室温后，研磨成95目的粉末，制得掺杂纳米氧化钛，即光触媒；然后取13kg基质沥青放入搅拌剪切机，加热升温至192℃，加入150g上述制得的掺杂纳米氧化钛，剪切搅拌15min，搅拌转速为3500r/min；最后接着加入8kg湖沥青，继续剪切搅拌18min，控制温度185℃，之后加入7g硫磺作为稳定剂，控制温度为172℃继续剪切搅拌15min，搅拌转速为3500r/min，再加入17g糠醛油，放置在磁力搅拌机上，以150r/min的转速搅拌20min后静置反应2.5h，即得一种能降解汽车尾气的光触媒沥青。

本实例方法简单易行，在操作过程中取适量本发明所制得的沥青150kg，并加入450kg的石粉、105kg清水，在温度为180℃的条件下顺时针搅拌25min，使其混合均匀，之后将所制得的混合物均匀铺设在马路上，厚度为7cm，并用压路机压平，在太阳下暴晒2天，使其自然风干、凝固。不仅使得汽车尾气中有害排放物的去除率高达90％，而且在无形中加速分解了汽车尾气的排放物，使其分解速度提高了22％。

实例3

首先量取60mL的无水乙醇放入500mL的烧杯中，再取30mL钛酸丁酯缓慢的加入到无水乙醇中，之后加入30mL二乙醇胺作为抑制剂，放置在磁力搅拌机上，以300r/min的转速搅拌2h，使其充分分散，制成反应物1；接下来取2mL硝酸锌溶液加入到100mL去离子水中，一起倒入分散罐中，以200r/min的转速分散20min，充分分散后，加入30mL无水乙醇，摇床振荡15min，制成反应物2；随后一边搅拌一边缓慢的将反应物2逐滴滴加进反应物1中，控制滴速使其20min内滴完，之后用浓度为2mol/L的盐酸溶液调节pH至8，置于磁力搅拌机上搅拌3h，搅拌转速为400r/min，之后陈化18h形成凝胶状，移入马弗炉，在550℃的条件下焙烧5h，冷却至室温后，研磨成100目的粉末，制得掺杂纳米氧化钛，即光触媒；然后取15kg基质沥青放入搅拌剪切机，加热升温至195℃，加入200g上述制得的掺杂纳米氧化钛，剪切搅拌20min，搅拌转速为4000r/min；最后接着加入10kg湖沥青，继续剪切搅拌20min，控制温度190℃，之后加入10g硫磺作为稳定剂，控制温度为175℃继续剪切搅拌20min，搅拌转速为4000r/min，再加入20g糠醛油，放置在磁力搅拌机上，以200r/min的转速搅拌30min后静置反应3h，即得一种能降解汽车尾气的光触媒沥青。

本实例方法简单易行，在操作过程中取适量本发明所制得的沥青200kg，并加入800kg的石粉、160kg清水，在温度为190℃的条件下顺时针搅拌30min，使其混合均匀，之后将所制得的混合物均匀铺设在马路上，厚度为8cm，并用压路机压平，在太阳下暴晒3天，使其自然风干、凝固。不仅使得汽车尾气中有害排放物的去除率高达92％，而且在无形中加速分解了汽车尾气的排放物，使其分解速度提高了24％。

Claims

1.一种能降解汽车尾气光触媒沥青的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

2.根据权利要求1所述的一种能降解汽车尾气的光触媒沥青的制备方法，其特征在于：所述的湖沥青组成成分和质量百分比为：沥青质30～31％，树脂26～27％，芳香酚32～33％，苯酚9～12％。