负载纳米TiO2水泥路面NOx降解性能研究

来源 :长沙理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhijie882008
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随着我国城镇化进程的加快,机动车保有量的持续增长,使得汽车尾气排放已成为造成城市大气质量恶化的主要污染源之一。特别是近几年来,全国发生持续大规模的雾霾天气,多地区PM2.5监测浓度超标,甚至爆表,严重影响市民的身心健康。这样就给全面深化环保领域改革中汽车尾气污染的治理提出了更高的要求。在所有机外净化处理尾气污染物的措施中,开发出具有降解尾气作用的环保路面材料显得尤其重要。研究发现,纳米TiO2光催化材料应用在路面上降解有毒气体,具有广阔的前景。本文在参阅国内外相关水泥路面光催化材料文献的基础上,对纳米TiO2材料以何种方式引入水泥路面中能较大程度地降解尾气,并发挥长久、持续的光催化活性,进行了一系列的探索性试验。针对纳米TiO2材料本身容易结团、不易分散等特点,同时考虑如何使汽车排放的尾气通过路面材料的吸附作用尽可能地吸附在路表面,从而与光催化材料充分接触,使其起到良好的催化降解作用,本文探索性地将不同掺量的纳米TiO2材料通过一定量的吸附剂、分散剂、表面活性剂等材料负载后,分别通过两种不同的方式(掺配式和喷涂式)引入到水泥混凝土中,并自主研发了一套环境影响因素可控的多功能气固相光催化尾气降解测试系统。通过室内模拟道路环境条件,将负载有不同掺量的纳米TiO2及其载体材料的水泥混凝土试件置于该密封系统中,并测试其对尾气污染物NOx的降解效果。结果显示,纳米TiO2及其载体材料以掺配的方式与水泥基材料混合,并在混凝土表面做成1cm厚的聚合物水泥砂浆薄层,能起到良好的催化降解作用,其中,当纳米TiO2含量为砂浆中水泥含量的5%时,室内试验尾气降解效果佳、经济性好;而将纳米TiO2和载体材料混合做成水性涂液,以喷涂的方式渗入到大孔径的透水混凝土的一定表层范围内,在其掺量为水泥含量的1%时,也能起到良好的降解效果且经济性好。本论文研究成果有助于环保水泥路面技术的完善和运用,为我国水泥路面环保材料的开发和工程应用推广提供了理论依据。
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