CN106478029A - 一种高效光催化混凝土材料及其制造方法 - Google Patents

一种高效光催化混凝土材料及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高效光催化混凝土材料及其制造方法，其中，高效光催化混凝土材料包括纳米TiO2粉末、碎玻璃渣、水泥和水，其中纳米TiO2粉末的重量占比为1～6％，碎玻璃渣的重量占比为65～70％，水泥的重量占比为25～30％，水的重量占比为4～8％。纳米TiO2粉末的组分包括TiO2和水，其中，TiO2的重量占比为98.5％，水的重量占比为0.05％。制作高效光催化混凝土材料的方法包括步骤：S10：分别取碎玻璃渣、纳米TiO2粉末、水泥、水；S20：将四种材料搅匀后倒入钢制模具中；S30：用压机压实钢制模具中的混合材料；S40：放置预设时间后取出。本发明的高效光催化剂混凝土材料通过在混凝土材料中添加玻璃材料来增加透光率，有效提高了光催化剂TiO2粉末的活性，从而提升了其净化空气的效率。

Description

一种高效光催化混凝土材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及混凝土材料领域，尤指一种高效光催化混凝土材料及其制造方法。
背景技术
随着城镇化建设的推进，城市污染带来的问题愈演愈烈。一方面，空气污染问题严重，尤其在人口密度大的市中心，高楼林立，车辆密集，机动车尾气污染聚集。另一方面，垃圾处理已然成为城市难题，以废旧玻璃为例，其回收利用率远低于生产率，而且玻璃又属于难降解材料，大量的废旧玻璃、碎玻璃渣不断产生，却又无处消化。
近年来，纳米光催化剂(TiO2)和混凝土的结合运用取得了快速发展，混凝土路面和建筑外表面是光催化剂的最佳载体，这种具有洁净功能的光催化混凝土材料能有效缓解城市环境与能源问题，净化污染空气。通过光来激发光催化剂的活性是提升混凝土材料净化能力的关键，所以，光是光催化剂的活性的重要影响因子。
因此，本申请人致力于提供一种新型的高效光催化混凝土材料及其制造方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效光催化混凝土材料及其制造方法，其可以回收利用废弃玻璃，且有效激发了混凝土中的光催化剂的活性，提升了混凝土材料净化空气的功能。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高效光催化混凝土材料，包括纳米TiO2粉末、碎玻璃渣、水泥和水，其中所述纳米TiO2粉末的重量占比为1～6％，碎玻璃渣的重量占比为65～70％，水泥的重量占比为25～30％，水的重量占比为4～8％。
优选地，所述纳米TiO2粉末的组分包括TiO2和水，其中TiO2的重量占比为98.5％，水的重量占比为0.05％。
优选地，所述纳米TiO2粉末的粒径小于1μm。
优选地，所述水泥为硅酸盐水泥。
优选地，所述碎玻璃渣为无色钠钙玻璃。
优选地，所述碎玻璃渣的粒径小于2mm。
本发明还公开了一种制作上述高效光催化混凝土材料的方法，包括步骤：
S10：分别取碎玻璃渣、纳米TiO2粉末、水泥、水，其中，碎玻璃渣的重量占比为65～70％，纳米TiO2粉末的重量占比为1～6％，水泥的重量占比为25～30％，水的重量占比为4～8％；
S20：将步骤S10中的四种材料搅匀后倒入钢制模具中；
S30：用压机压实所述钢制模具中的混合材料；
S40：放置预设时间后取出。
优选地，在步骤S30中，压机对钢制模具中的材料进行了两次压实，第一次压实时，压机的速率为500kN/min，第二次压实时，压机的速率为600kN/min。
优选地，在所述步骤S40中，预设时间为20～30小时。
本发明的高效光催化剂混凝土材料通过在混凝土材料中添加玻璃材料来增加透光率，可有效提高光催化剂TiO2粉末的活性，从而提升混凝土材料净化空气的效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明的高效光催化剂混凝土材料的一种具体实施例的结构示意图。
附图标号说明：
碎玻璃渣1，水泥2，活性增强混凝土材料3。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
实施例一
如图1所示，本具体实施例公开了一种高效光催化混凝土材料，包括纳米TiO2粉末、碎玻璃渣1、水泥2和水，如图1所示，纳米TiO2粉末和水均混合在水泥2中。在本实施例中，纳米TiO2粉末、碎玻璃渣1、水泥2和水的具体重量占比分别为：2％、67％、26％、5％。
具体的，纳米TiO2粉末的组分包括TiO2和水，其中TiO2的重量占比为98.5％，水的重量占比为0.05％，并且，纳米TiO2粉末的粒径小于1μm。
具体的，水泥为硅酸盐水泥，碎玻璃渣为无色钠钙玻璃，且碎玻璃渣的粒径小于2mm。
玻璃具有较好的透光性，从而可以提高光催化剂纳米TiO2粉末的活性，得到活性增强的混凝土材料3，通过光催化剂纳米TiO2粉末可以净化空气，去除空气中的污染物。
光催化是在一定波长光照条件下，光催化剂纳米TiO2粉末发生光生载流子的分离，然后光生电子和空穴再与离子或分子结合生成具有氧化性或还原性的活性自由基，这种活性自由基能将有机物大分子降解为二氧化碳或其他小分子有机物以及水，在反应过程中光催化剂纳米TiO2粉末不发生变化。
利用光催化剂纳米TiO2粉末去除空气中的有机污染物具有以下特点：(1)直接用空气中的氧气做氧化剂，反应条件温和(常温常压)；(2)可以将有机污染物分解为二氧化碳和水等无机小分子，净化效果彻底；(3)光催化剂纳米TiO2粉末化学性质稳定，氧化还原性强，成本低，不存在吸附饱和现象，使用寿命长。
实施例二
实施例二公开了本发明的高效光催化混凝土材料的另一种具体实施例，与实施例一的不同之处在于，在本实施例中，纳米TiO2粉末、碎玻璃渣、水泥和水的具体重量占比分别为：1.5％、66％、27％、5.5％。
实施例三
实施例三公开了本发明的高效光催化混凝土材料的另一种具体实施例，与实施例一的不同之处在于，在本实施例中，纳米TiO2粉末、碎玻璃渣、水泥和水的具体重量占比分别为：3％、68％、25％、4％。
实施例四
实施例四公开了本发明的高效光催化混凝土材料的另一种具体实施例，与实施例一的不同之处在于，在本实施例中，纳米TiO2粉末、碎玻璃渣、水泥和水的具体重量占比分别为：4％、65％、26％、5％。
实施例五
实施例五公开了本发明的高效光催化混凝土材料的另一种具体实施例，与实施例一的不同之处在于，在本实施例中，纳米TiO2粉末、碎玻璃渣、水泥和水的具体重量占比分别为：1.5％、69％、25％、4.5％。
当然了，在其他实施例中，本发明的高效光催化混凝土材料中各成分的配比均可以根据实际需要进行调整。
实施例六
实施例公开了一种制作实施例一中公开的高效光催化混凝土材料的方法，包括步骤：
S10：分别取碎玻璃渣、纳米TiO2粉末、水泥、水，其中，碎玻璃渣的重量为3.5kg，纳米TiO2粉末的重量为0.1kg，水泥的重量为1.3kg，水的重量为0.25kg；
S20：将步骤S10中的四种材料搅匀后倒入钢制模具中，并进行手工压实，钢制模具的尺寸为400*200*5mm；
S30：用压机对钢制模具中的混合材料进行两次压实，第一次压实时，压机的速率为500kN/min，第二次压实时，压机的速率为600kN/min；
S40：放置24小时后取出。
当然了，在其他具体实施例中，本发明的制作高效光催化混凝土材料的方法中使用的钢制模具的具体尺寸可以根据需要进行调整；步骤S20中的手工压实可以省略，直接进行压机压实；压机进行压实时的次数及速率均可以根据实际情况进行调整；步骤S40中的预设时间可以混凝土材料的尺寸、重量等参数进行具体调节，此处不再一一赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高效光催化混凝土材料，其特征在于：
包括纳米TiO2粉末、碎玻璃渣、水泥和水，其中所述纳米TiO2粉末的重量占比为1～6％，碎玻璃渣的重量占比为65～70％，水泥的重量占比为25～30％，水的重量占比为4～8％。
2.如权利要求1所述的高效光催化混凝土材料，其特征在于：
所述纳米TiO2粉末的组分包括TiO2和水，其中TiO2的重量占比为98.5％，水的重量占比为0.05％。
3.如权利要求1所述的高效光催化混凝土材料，其特征在于：
所述纳米TiO2粉末的粒径小于1μm。
4.如权利要求1所述的高效光催化混凝土材料，其特征在于：
所述水泥为硅酸盐水泥。
5.如权利要求1所述的高效光催化混凝土材料，其特征在于：
所述碎玻璃渣为无色钠钙玻璃。
6.如权利要求1至5中任一项所述的高效光催化混凝土材料，其特征在于：
所述碎玻璃渣的粒径小于2mm。
7.一种制作如权利要求1至6中任一项所述的高效光催化混凝土材料的方法，其特征在于，包括步骤：
S10：分别取碎玻璃渣、纳米TiO2粉末、水泥、水，其中，碎玻璃渣的重量占比为65～70％，纳米TiO2粉末的重量占比为1～6％，水泥的重量占比为25～30％，水的重量占比为4～8％；
S20：将步骤S10中的四种材料搅匀后倒入钢制模具中；
S30：用压机压实所述钢制模具中的混合材料；
S40：放置预设时间后取出。
8.如权利要求7所述的高效光催化混凝土材料的方法，其特征在于：
在步骤S30中，压机对钢制模具中的材料进行了两次压实，第一次压实时，压机的速率为500kN/min，第二次压实时，压机的速率为600kN/min。
9.如权利要求7所述的高效光催化混凝土材料的方法，其特征在于：
在所述步骤S40中，预设时间为20～30小时。
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