随着交通和汽车行业的不断发展,以一氧化氮为主的汽车尾气所造成的污染日益严重。TiO2光催化涂层作为一种功能性建筑材料,具有绿色、高效、经济、通用性强等优点,为空气环境中一氧化氮的降解提供了一种理想、符合“双碳目标”的解决方法。但该涂层在隧道中的应用仍存在诸多局限性:（1）特殊照明光源使其可见光响应性较差;（2）高污染环境致使光催化作用长效性差;（3）高湿度环境降低了一氧化氮的降解效率;（4）一氧化氮降解过程产生较多有毒的二氧化氮;（5）光催化涂层的一氧化氮降解机理尚不明确。因此亟需探索出一种可在隧道特殊环境下长期有效的一氧化氮光催化降解涂层材料。本文通过离子掺杂、异质结构造对TiO2进行改性,从而拓展其光响应范围;以涂层作为催化剂的载体,制备了一种耐久型可见光催化水性涂层;基于“荷叶效应”的构造机理,将超疏水和超双疏特性引入到光催化涂层中,赋予涂层自清洁性,保障了涂层光催化作用的长期有效性,并结合自清洁光催化涂层的微观结构和物化特性,探究一氧化氮降解机理。具体研究如下:（1）采用离子掺杂法制备得到Fe/N/Co-TiO2,研究了掺杂元素对TiO2粒径、微观结构及光学性能的影响。同时采用大比表面积且具有强吸附能力的分子筛MCM-41及活性炭对其进行调控和负载,分别制备了Fe/N/Co-TiO2@分子筛和Fe/N/Co-TiO2@活性炭两种多孔吸附协同光催化降解型光催化剂。然后以水性丙烯酸涂层作为基体材料,制备了两种具有可见光响应的水性丙烯酸光催化涂层,测试了光催化涂层的一氧化氮降解性能。针对光催化涂层在实际使用过程中由于光氧化极易造成涂层光稳定性和耐久性大幅下降的问题,对Fe/N/Co-TiO2@活性炭涂层进行紫外老化试验,并揭示了光催化涂层光稳定性的提高机制。（2）为了提高涂层的自清洁性,利用异质结构造理论制备了一种具有可见光响应的WO3-TiO2纳米棒一维材料,并以其构建涂层表面微纳粗糙结构,结合低表面能聚二甲基硅氧烷构筑得到具有可见光响应的超疏水光催化涂层。涂层在紫外和可见光下均表现出优异的一氧化氮降解效率,同时探究了该涂层与水的接触角及超疏水特性的耐久性。通过30天室外试验对比超疏水及亲水涂层一氧化氮降解效率的变化,证实了自清洁与光催化特性的协同作用,有效保障了光催化作用的长效性。（3）针对隧道中的油类污染物,以含氟有机硅氧烷作为低表面能材料,采用简单喷涂的方法获得一种具有一氧化氮降解功能的超双疏涂层,改善了超疏水涂层不耐油污的问题,进一步提高了涂层的自清洁效果。涂层对水和油的接触角均可达到150°以上。同时基于超双疏涂层表面的物化特性,系统研究了涂层表面的拒水特性与环境相对湿度对光催化一氧化氮降解效率的影响。结合分子模拟技术,探究了涂层表面特性对一氧化氮降解的影响机制,揭示了高湿度环境下超双疏涂层一氧化氮降解效率提高机制。进而结合原位红外光谱和电子顺磁波谱研究了超双疏光催化涂层和光催化剂的一氧化氮降解机理的差异,探究超双疏光催化涂层的二氧化氮抑制作用,总结羟基自由基和超氧自由基降解一氧化氮的两种的反应途径。结合第一性原理计算结果和产物分析,阐明超双疏光催化涂层绿色降解一氧化氮机理。为光催化技术的应用和环保性发展提供一定的理论支持。（4）基于一氧化氮降解产物分析,通过简单研磨和后续煅烧制备了具有降解-再生双位点的WO3/TiO2纳米棒@碳酸钙绝缘异质结光催化剂。利用SEM、XRD、FT-IR和XPS研究了碳酸钙负载量对复合光催化剂形貌、微观结构和组成的影响。该催化剂表现出光催化降解一氧化氮的耐久特性和降解副产物二氧化氮的抑制性。通过密度泛函理论计算验证了富电子区和再生位点的形成,结合电子顺磁波谱和原位FT-IR光谱探明了二氧化氮的抑制和一氧化氮降解的耐久机理。并以其为光催化剂制备了超双疏光催化涂层,从实际应用层面探讨了二氧化氮抑制和耐久降解一氧化氮降解特性的可行性。（5）涂料涂装工艺是涂层性能有效发挥的重要保障。本文依托实体工程,对涂装工艺进行了系统的研究,给出了自清洁协同光催化涂层的基本涂装方案:打磨→清扫处理→修补→批腻子→涂装底层涂层→涂装面层涂层。根据不同试验路的涂装基底,结合涂层及涂层的物化特性,提出了因地制宜的涂装方案,并评价了实际涂装后涂层的自清洁和光催化能力。同时,长期检测了实验路段涂层的长期服役效果及自清洁能力。