CN114605110A - 一种可光催化降解的轻质沥青混合料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可光催化降解的轻质沥青混合料的制备方法。所述轻质沥青混合料包括以下组分，按重量计，5~10份改性沥青，86~100份骨料；所述骨料包括以下组分，按重量计，25~30份多孔生物质炭，28~30份石灰岩细集料，25~30份粉煤灰颗粒，3~5份纳米ZnO@Fe‑TiO2。有益效果：（1）利用齿轮状结构的ZnO@Fe‑TiO2对污染气体的光催化活性和生物质炭对污染气体的吸附性，两者间产生协同效应作用于污染气体的光催化；（2）利用生物质炭对离子的吸附性能和多孔性，降低了石油沥青的对温度和老化的敏感性；（3）制备了生物基沙枣油沥青代替石油沥青，利用沙枣油沥青中的轻组分、与SBS、4,4'‑双马来酰亚胺二苯甲烷之间产生丰富的交联网络，增强沥青的机械性能。

Description

一种可光催化降解的轻质沥青混合料的制备方法
技术领域
本发明涉及沥青技术领域，具体为一种可光催化降解的轻质沥青混合料的制备方法。
背景技术
沥青混合料是道路施工中的重要材料，一般是由沥青、骨料等物质混合的复合材料，可以添加聚合物等物质，增加力学或其他性能。而现有的沥青混合料一般以石油沥青为主，化石燃料资源消耗量大，需要制备生物基化石燃料替代部分石油沥青；且石油沥青高温易车辙，重交通下疲劳开裂。若将普通沥青混合料由于桥面铺装，易受桥面与引堤的差异沉降，梁变形，夏季温度较高是还会引起车辆振动，长时间使用易老化；因此，需要综合性能较好的沥青混合料来满足应用需求。
此外，由于机动车急剧增加，而机动车的尾气排放，影响人类的生活环境和身体健康，因此，出现了可以降解污染气体的沥青混合料，但目前沥青混合料中汽车尾气降解率较低。
综上所述，制备一种具有抗老化性、抗车辙性的可光催化降解的轻质沥青混合料具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可光催化降解的轻质沥青混合料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种可光催化降解的轻质沥青混合料，所述轻质沥青混合料包括以下组分，按重量计，5~10份改性沥青，86~100份骨料；所述骨料包括以下组分，按重量计，25~30份多孔生物质炭，28~30份石灰岩细集料，25~30份粉煤灰颗粒，3~5份纳米ZnO@Fe-TiO2。
较为优化地，所述纳米ZnO@Fe-TiO2是纳米Fe-TiO2圆形颗粒为核心，均匀纳米ZnO短棒为外壳构成的齿轮状壳核结构。
较为优化地，所述改性沥青的原料包括以下组分：按重量计，70~78份石油沥青，10~20份沙枣籽油沥青，4~6份SBS，4~6份4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷，3~4份微胶囊。
较为优化地，所述微胶囊的外壳为聚脲甲醛，壳芯为沙枣籽油沥青；外壳与壳芯的质量比1.5:1。
较为优化地，一种可光催化降解的轻质沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备骨料：（1）制备纳米ZnO@Fe-TiO2；（2）将纳米ZnO@Fe-TiO2超声分散在含有PVP的水溶液中；加入多孔生物质炭，混合搅拌，转移至真空罐中，循环抽真空3次，干燥；将其与石灰岩细集料、粉煤灰颗粒混合，得到骨料；
S2：制备改性沥青：（1）制备沙枣油沥青；（2）制备微胶囊：称取尿素和甲醛分散在去离子水中；调节反应液pH=8~9，反应得到尿素甲醛预聚体；将沙枣油沥青与表面活性剂苯乙烯-马来酸酐混合，加入尿素甲醛预聚体，调节反应液pH=2~3，反应得到微胶囊；（3）将石油沥青与沙枣油沥青、SBS、4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷高速剪切，加入微胶囊，搅拌均匀，得到改性沥青；
S3：制备轻质沥青混合料：将骨料和改性沥青分别预热至150~160℃，混合，搅拌30~40分钟，得到轻质沥青混合料。
较为优化地，步骤S1的（1）中，制备纳米ZnO@ Fe-TiO2的具体步骤：将醋酸锌和氢氧化钾溶于乙醇溶液中，设置温度为65~75℃下连续反应2.5~3小时，得到ZnO种子溶液；将Fe-TiO2分散在ZnO种子溶液中，常温下缓慢搅拌3~4小时；转移至水热反应釜中，设置温度为100~200℃反应50~70分钟，使其在Fe-TiO2纳米粒子表面形成ZnO纳米晶；冷却后，转移至等摩尔量的硝酸锌、六亚甲基四胺生长液中，设置温度为82~85℃，反应6~8小时，使得ZnO纳米晶长成短棒状，过滤洗涤干燥，得到纳米ZnO@ Fe-TiO2。
较为优化地，步骤S1的（2）中，具体步骤为：将纳米ZnO@ Fe-TiO2超声分散在含有PVP的水溶液中；加入多孔生物质炭，搅拌10~12小时；转移至真空罐中，循环抽真空3~5次，干燥，将其与石灰岩细集料、粉煤灰颗粒混合，得到骨料。
较为优化地，步骤S2的（2）中，制备沙枣油沥青的具体步骤：量取沙枣油和甲醇，以硫酸为催化剂，设置温度为65~70℃酯化反应4~6小时；设置温度为130~140℃减压浓缩3~4小时，得到黑色黏液状的沙枣油沥青。
较为优化地，所述沙枣油和甲醇的体积比为（1:5）~（1:6）。
较为优化地，步骤S2的（2）中，制备微胶囊的具体步骤：按照摩尔比为1:5的比例将尿素和甲醛，依次分散在含有去离子水的反应釜中；三乙醇胺调节反应液pH=8~9，设置温度为65~70℃反应1~2小时，得到尿素甲醛预聚体，备用；将沙枣油沥青与表面活性剂苯乙烯-马来酸酐混合均匀，设置转速为250~300rmp搅拌10~15分钟；缓慢加入尿素甲醛预聚体，盐酸调节反应液pH=2~3，在搅拌速度为400~500rmp，设置温度为65~70℃反应2~2.2小时；设置搅拌速度为250~300rmp冷却，过滤洗涤干燥，得到微胶囊。
本技术方案中，以多孔生物质炭替代部分集料，增加混合料的抗老化性，并其在孔道中负载具有光催化作用的纳米ZnO@ Fe-TiO2，有效增加光催化活性和抗氧化性，从而与石灰岩细集料和粉煤灰颗粒混合产生连续集配，形成骨料；以石油沥青为主体，以制备的生物基沙枣油沥青替代部分石油沥青，降低粘度，增加渗透性，从而增加抗疲劳性，并加入4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷/不饱和聚酯联合SBS提高改性沥青的强度，以及耐水解性。从而得到可光催化降解废气CO、HC、NOx的轻质沥青混合料，所制备的混合料具有力学强度好、抗老化性好、抗疲劳性优异的特点，同时具有自修复性。具体如下：
（1）以掺铁的纳米Fe-TiO2为核心，再其四周通过导向剂得到发散性的ZnO短棒形成圆形齿轮状壳核结构。三价铁离子掺杂在TiO2的晶格中，替代了部分四价钛粒子，使得表面缺陷，产生氧空位，从而增加了TiO2的光催化活性；其次纳米ZnO同样是具有光催化性能，其吸收带隙比TiO2更宽，有效增强光的利用率，同时做成短棒比纳米粒子的催化活性更高。以此，齿轮状ZnO@ Fe-TiO2优异的光催化活性。通过氢键作用将其负载在生物质碳的孔道中，而生物质炭对CO等气体有吸附作用，而齿轮状不会将孔道完全堵塞，保证了气体的流动性，两者产生协同光催化作用，抑制了紫外氧化SBS的分子链的降解。
另外，生物质炭与沥青具有良好的相容性。且由于生物质炭对离子的吸附性能和多孔性，粘附沥青，两者之间相互作用，降低了石油沥青的对温度和老化的敏感性，以提高了沥青的耐老化性质和高温性能，且生物质炭具有刚性，当含量较高时，其可以形成骨架，改善沥青老化后的高温能力。
（2）以沙枣油为主体制备了生物基沥青，有效替代部分石油沥青，降低石油资源的消耗，一方面，生物基沥青可以有效降低了改性沥青的软化点和粘度，增加渗透性和流动性；另一反面，其降低了石油沥青的温度敏感性和高温敏感性能，从而增强了沥青的稳定性和耐疲劳性。另外，与石油基沥青相比，生物基沥青分子量较小，具多的轻组分如酯类产物，使其可以在改性沥青中可以形成均匀的网状结构，增强了机械性能。同时，与SBS的作用，使得SBS的弹性延迟，从而提高了沥青的抗车辙能力。
另外，加入的4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷具有耐水解性和防潮性，有效的增加了沥青的水稳定性，同时其与SBS上的苯乙烯链可以交替共聚，再利用SBS与沙枣油沥青中酯类物质形成网状结构的相互作用，丰富交联网络，增强沥青的抗拉强度和抗疲劳性。
此外，加入了微胶囊，产生自愈机制，延长沥青的使用寿命。其中，以亲酯相的聚脲醛为外壳，其与碱性具有较好的相容性；以生物基沙枣油沥青为壳芯，因为其在填补裂纹时，会与SBS会产生更好的交联网络，帮助SBS自愈，提高自愈率。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：（1）制备了具有强光催化活性和抗紫外线性的齿轮状ZnO@Fe-TiO2；利用齿轮状结构保证了多孔生物质炭中气体的流动性，再利用生物质炭对污染气体的吸附性，两者间在光催化污染气体上产生协同效应；（2）利用生物质炭对离子的吸附性能和多孔性，降低了石油沥青的对温度和老化的敏感性；（3）制备了生物基沙枣油沥青代替石油沥青，利用沙枣油沥青中的轻组分、与SBS、4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷之间产生丰富的交联网络，增强沥青的机械性能；（4）利用4'-双马来酰亚胺二苯甲烷具有耐水解性和防潮性，有效的增加了沥青的水稳定性；（5）制备了相容性较好的微胶囊，增加了沥青的自愈率。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
S1：制备骨料：（1）制备纳米ZnO@Fe-TiO2：将醋酸锌和氢氧化钾溶于乙醇溶液中，设置温度为70℃下连续反应2.8小时，得到ZnO种子溶液；将Fe-TiO2分散在ZnO种子溶液中，常温下缓慢搅拌3.5小时；转移至水热反应釜中，设置温度为150℃反应60分钟；冷却后，转移至等摩尔量的硝酸锌、六亚甲基四胺生长液中，设置温度为84℃，反应7小时，过滤洗涤干燥，得到纳米ZnO@Fe-TiO2。（2）将4份纳米ZnO@Fe-TiO2超声分散在含有PVP的水溶液中；加入28份多孔生物质炭，搅拌11小时，转移至真空罐中，循环抽真空3次，干燥，将其与29份石灰岩细集料、28份粉煤灰颗粒混合，得到骨料；
S2：制备改性沥青：（1）制备沙枣油沥青：量取体积比为1:5.5的沙枣油和甲醇，以硫酸为催化剂，设置温度为68℃酯化反应5小时；设置温度为135℃减压浓缩3.5小时，得到黑色黏液状的沙枣油沥青。（2）制备微胶囊：按照摩尔比为1:5的比例将尿素和甲醛，依次分散在含有去离子水的反应釜中；三乙醇胺调节反应液pH=8，设置温度为68℃反应1.5小时，得到尿素甲醛预聚体，备用；将沙枣油沥青与表面活性剂苯乙烯-马来酸酐混合均匀，设置转速为280rmp搅拌12分钟；缓慢加入尿素甲醛预聚体，盐酸调节反应液pH=2，在搅拌速度为450rmp，设置温度为68℃反应2.1小时；设置搅拌速度为280rmp冷却，过滤洗涤干燥，得到微胶囊。（3）将74份石油沥青与15份沙枣油沥青、5份SBS、5份4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷高速剪切，加入3份微胶囊，搅拌均匀，得到改性沥青；
S3：制备轻质沥青混合料：将8份骨料和92份改性沥青分别预热至155℃，混合，搅拌35分钟，得到轻质沥青混合料。
实施例2：
S1：制备骨料：（1）制备纳米ZnO@Fe-TiO2：将醋酸锌和氢氧化钾溶于乙醇溶液中，设置温度为65℃下连续反应2.5小时，得到ZnO种子溶液；将Fe-TiO2分散在ZnO种子溶液中，常温下缓慢搅拌3小时；转移至水热反应釜中，设置温度为100℃反应50分钟；冷却后，转移至等摩尔量的硝酸锌、六亚甲基四胺生长液中，设置温度为82℃，反应6小时，过滤洗涤干燥，得到纳米ZnO@Fe-TiO2。（2）将3份纳米ZnO@ Fe-TiO2超声分散在含有PVP的水溶液中；加入25份多孔生物质炭，搅拌10小时，转移至真空罐中，循环抽真空3次，干燥，将其与28份石灰岩细集料、25份粉煤灰颗粒混合，得到骨料；
S2：制备改性沥青：（1）制备沙枣油沥青：量取体积比为1:5的沙枣油和甲醇，以硫酸为催化剂，设置温度为65℃酯化反应4小时；设置温度为130℃减压浓缩3小时，得到黑色黏液状的沙枣油沥青。（2）制备微胶囊：按照摩尔比为1:5的比例将尿素和甲醛，依次分散在含有去离子水的反应釜中；三乙醇胺调节反应液pH=8.5，设置温度为65℃反应1小时，得到尿素甲醛预聚体，备用；将沙枣油沥青与表面活性剂苯乙烯-马来酸酐混合均匀，设置转速为250rmp搅拌10分钟；缓慢加入尿素甲醛预聚体，盐酸调节反应液pH=2.5，在搅拌速度为400rmp，设置温度为65℃反应2小时；设置搅拌速度为250rmp冷却，过滤洗涤干燥，得到微胶囊。（3）将70份石油沥青与10份沙枣油沥青、4份SBS、4份4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷高速剪切，加入3份微胶囊，搅拌均匀，得到改性沥青；
S3：制备轻质沥青混合料：将5份骨料和86份改性沥青分别预热至150℃，混合，搅拌30分钟，得到轻质沥青混合料。
实施例3：
S1：制备骨料：（1）制备纳米ZnO@Fe-TiO2：将醋酸锌和氢氧化钾溶于乙醇溶液中，设置温度为75℃下连续反应3小时，得到ZnO种子溶液；将Fe-TiO2分散在ZnO种子溶液中，常温下缓慢搅拌4小时；转移至水热反应釜中，设置温度为200℃反应70分钟；冷却后，转移至等摩尔量的硝酸锌、六亚甲基四胺生长液中，设置温度为85℃，反应8小时，过滤洗涤干燥，得到纳米ZnO@Fe-TiO2。（2）将5份纳米ZnO@Fe-TiO2超声分散在含有PVP的水溶液中；加入30份多孔生物质炭，搅拌12小时，转移至真空罐中，循环抽真空5次，干燥，将其与30份石灰岩细集料、30份粉煤灰颗粒混合，得到骨料；
S2：制备改性沥青：（1）制备沙枣油沥青：量取体积比为1:6的沙枣油和甲醇，以硫酸为催化剂，设置温度为70℃酯化反应6小时；设置温度为140℃减压浓缩4小时，得到黑色黏液状的沙枣油沥青。（2）制备微胶囊：按照摩尔比为1:5的比例将尿素和甲醛，依次分散在含有去离子水的反应釜中；三乙醇胺调节反应液pH=9，设置温度为70℃反应2小时，得到尿素甲醛预聚体，备用；将沙枣油沥青与表面活性剂苯乙烯-马来酸酐混合均匀，设置转速为300rmp搅拌15分钟；缓慢加入尿素甲醛预聚体，盐酸调节反应液pH=3，在搅拌速度为500rmp，设置温度为70℃反应2.2小时；设置搅拌速度为300rmp冷却，过滤洗涤干燥，得到微胶囊。（3）将78份石油沥青与20份沙枣油沥青、6份SBS、6份4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷高速剪切，加入4份微胶囊，搅拌均匀，得到改性沥青；
S3：制备轻质沥青混合料：将10份骨料和100份改性沥青分别预热至160℃，混合，搅拌40分钟，得到轻质沥青混合料。
实施例4：以Fe-TiO2代替ZnO@ Fe-TiO2，其余与实施例1相同；
实施例5：将多孔生物质炭替换成多孔玄武岩，其余与实施例1相同；
实施例6：将沙枣油沥青换成石油沥青，其余与实施例1相同；
实施例7：不加入4'-双马来酰亚胺二苯甲烷，其余与实施例1相同；
实验：将实施例1~7制备的一种可光催化降解的轻质沥青混合料作为检测样品。 （1）将其置于光催化反应容器中，输入NO作为污染气体，催化反应一段时间，使用尾气分析 仪器测定反应前和反应后的浓度，通过光催化效率（%）=（反应前浓度-反应后浓度）/反应前 浓度*100的公式，得到光降解率；（2）将其按照GB/T5304-2001《石油沥青薄膜烘箱试验法》， 在温度为60℃下老化10天，测试沥青老化前后的软化点，判断沥青混合料的抗老化性；（3） 按照JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》，在压力为0.7MPa、温度为60℃下，测试沥 车辙的稳定度，判断沥青的抗车辙能力；所有数据如下表所示：
实施例 光降解率/% 粘度增量Pa<sup>.</sup>S 平均值次/mm
实施例1 92.34 12 20852
实施例2 91.82 15 20804
实施例3 92.09 22 20822
实施例4 80.36 21 20421
实施例5 84.96 36 20755
实施例6 89.87 18 19867
实施例7 90.05 20 19987
结论：从实施例1~实施例3的数据可以看出，所制备轻质混合料具有优异的光催化性能，降解率可以达到92%；具有优异抗老化性，粘性增度只有12 Pa.S；具有优异的高温稳定性和抗车折性，稳定度的平均次数高达20852次。
对比实施例4和实施例1的数据，可以发现：光降解率和稳定度平均次数有小幅下降，粘度增量有小幅增加，抗氧化性降低，原因是：纳米ZnO同样是具有光催化性能，其吸收带隙比TiO2更宽，有效增强光的利用率，同时做成短棒比纳米粒子，接触面积刚大，表面能更高，使得催化活性更高，其同样也可以改善沥青的高温稳定性。再对比实施例5的数据，同样的可以发现光催化性能下降，粘度增量上升，原因是：利用生物质炭对污染气体的吸附性，与纳米粒子再光催化污染气体上产生了协同效应；生物质炭对离子的吸附性能和多孔性，增加了骨料在沥青中的分散性和相融性，降低了石油沥青的对温度和老化的敏感性。
对比实施例6和实施例1的数据，可以发现：生物基沙枣油沥青代替石油沥青，利用沙枣油沥青中的轻组分、与SBS、4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷之间产生丰富的交联网络，增强沥青的机械性能，从而增强了抗车辙能力。对比实施例7和实施例1的数据，同样的，丰富网络的交联，其也参与其中增加机械能力；同时，由于4'-双马来酰亚胺二苯甲烷具有耐水解性和防潮性，有效的增加了沥青的水稳定性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种可光催化降解的轻质沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备骨料：（1）制备纳米ZnO@Fe-TiO2：将醋酸锌和氢氧化钾溶于乙醇溶液中，设置温度为70℃下连续反应2.8小时，得到ZnO种子溶液；将Fe-TiO2分散在ZnO种子溶液中，常温下缓慢搅拌3.5小时；转移至水热反应釜中，设置温度为150℃反应60分钟；冷却后，转移至等摩尔量的硝酸锌、六亚甲基四胺生长液中，设置温度为84℃，反应7小时，过滤洗涤干燥，得到纳米ZnO@Fe-TiO2；
（2）将4份纳米ZnO@Fe-TiO2超声分散在含有PVP的水溶液中；加入28份多孔生物质炭，搅拌11小时，转移至真空罐中，循环抽真空3次，干燥，将其与29份石灰岩细集料、28份粉煤灰颗粒混合，得到骨料；
S2：制备改性沥青：（1）制备沙枣油沥青：量取体积比为1:5.5的沙枣油和甲醇，以硫酸为催化剂，设置温度为68℃酯化反应5小时；设置温度为135℃减压浓缩3.5小时，得到黑色黏液状的沙枣油沥青；
（2）制备微胶囊：按照摩尔比为1:5的比例将尿素和甲醛，依次分散在含有去离子水的反应釜中；三乙醇胺调节反应液pH=8，设置温度为68℃反应1.5小时，得到尿素甲醛预聚体，备用；将沙枣油沥青与表面活性剂苯乙烯-马来酸酐混合均匀，设置转速为280rmp搅拌12分钟；缓慢加入尿素甲醛预聚体，盐酸调节反应液pH=2，在搅拌速度为450rmp，设置温度为68℃反应2.1小时；设置搅拌速度为280rmp冷却，过滤洗涤干燥，得到微胶囊；
（3）将74份石油沥青与15份沙枣油沥青、5份SBS、5份4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷高速剪切，加入3份微胶囊，搅拌均匀，得到改性沥青；
S3：制备轻质沥青混合料：将8份骨料和92份改性沥青分别预热至155℃，混合，搅拌35分钟，得到轻质沥青混合料。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3144622A1 (fr) * 2022-12-29 2024-07-05 Totalenergies Onetech Composition bitumineuse comprenant du biochar, procédé de préparation et utilisations

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1600424A (zh) * 2003-09-22 2005-03-30 中国科学院化学研究所 具有可见光响应的光催化剂及其制备方法和应用
CN105126924A (zh) * 2015-09-14 2015-12-09 南京林业大学 一种具有光催化降解功能的轻质沥青混合料制备方法
CN105170083A (zh) * 2015-09-14 2015-12-23 南京林业大学 利用活性炭吸附性提高沥青路面对汽车尾气降解效果的方法
CN107583654A (zh) * 2017-11-03 2018-01-16 天津工业大学 具有吸附光催化协同作用的纳米多孔微球的制备方法
CN108102398A (zh) * 2017-12-11 2018-06-01 山西省交通科学研究院 一种生物基光催化降解汽车尾气的改性沥青及其制备方法
CN108504039A (zh) * 2018-03-22 2018-09-07 云南省交通规划设计研究院 一种复合相变材料及其制备方法和沥青混合料
CN110407509A (zh) * 2019-07-02 2019-11-05 东南大学 一种可微波加热再生修复沥青混凝土的微胶囊及制备方法
CN110872445A (zh) * 2018-08-30 2020-03-10 中国石油化工股份有限公司 一种净化汽车尾气的沥青改性剂、沥青材料及其制备方法
CN112029303A (zh) * 2020-09-14 2020-12-04 马鞍山十七冶工程科技有限责任公司 一种微胶囊改性沥青及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102205418B (zh) * 2010-03-31 2012-11-14 中国科学院化学研究所 铁掺杂的纳米二氧化钛/二氧化硅核壳结构的纳米粒子的制备方法
CN108554412B (zh) * 2018-05-11 2020-10-30 江西理工大学 一种大尺寸高孔隙率Fe掺杂光催化磁性多孔微球的制备方法及其应用

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1600424A (zh) * 2003-09-22 2005-03-30 中国科学院化学研究所 具有可见光响应的光催化剂及其制备方法和应用
CN105126924A (zh) * 2015-09-14 2015-12-09 南京林业大学 一种具有光催化降解功能的轻质沥青混合料制备方法
CN105170083A (zh) * 2015-09-14 2015-12-23 南京林业大学 利用活性炭吸附性提高沥青路面对汽车尾气降解效果的方法
CN107583654A (zh) * 2017-11-03 2018-01-16 天津工业大学 具有吸附光催化协同作用的纳米多孔微球的制备方法
CN108102398A (zh) * 2017-12-11 2018-06-01 山西省交通科学研究院 一种生物基光催化降解汽车尾气的改性沥青及其制备方法
CN108504039A (zh) * 2018-03-22 2018-09-07 云南省交通规划设计研究院 一种复合相变材料及其制备方法和沥青混合料
CN110872445A (zh) * 2018-08-30 2020-03-10 中国石油化工股份有限公司 一种净化汽车尾气的沥青改性剂、沥青材料及其制备方法
CN110407509A (zh) * 2019-07-02 2019-11-05 东南大学 一种可微波加热再生修复沥青混凝土的微胶囊及制备方法
CN112029303A (zh) * 2020-09-14 2020-12-04 马鞍山十七冶工程科技有限责任公司 一种微胶囊改性沥青及其制备方法

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