一种净化尾气型改性沥青的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种净化尾气型改性沥青的制备方法，属于沥青材料技术领域。本发明专利技术以稻壳为原料，利用稻壳中的多孔结构制得多孔二氧化硅，再将铁、铝负载在多孔二氧化硅和烟炱上制成前驱体，经煅烧制得多孔二氧化硅/烟炱负载铁铝氧化物的复合催化剂，再经硅烷偶联剂表面改性，制得分散性好的尾气净化催化剂，最后将石油沥青加热软化，并与胶粉和尾气净化催化剂混合均匀，制得净化尾气型改性沥青。本发明专利技术所得的多动能环保改性沥青具备优良的路用性能，具有热拌减排、净化尾气等功能，且具有良好的抗硫性和耐久性。

Method for preparing purifying tail gas type modified asphalt

The invention relates to a preparation method for purifying tail gas type modified asphalt, belonging to the technical field of asphalt materials. The invention uses rice husk as raw material, porous silica using porous structure in rice hull, then the iron and aluminum load into precursor in porous silicon dioxide and soot, the calcined catalyst composite porous silica / soot load of iron and aluminum oxides, then by silane coupling agent, surface modification, preparation of exhaust gas good dispersion of catalyst, the softening oil heating asphalt, and rubber powder and exhaust purification catalyst for exhaust gas purification mixed type modified asphalt. The multiple kinetic energy environmental protection modified asphalt obtained by the invention has excellent road performance, has the functions of hot mix, emission reduction, purification of tail gas, etc., and has good sulfur resistance and durability.

【技术实现步骤摘要】
一种净化尾气型改性沥青的制备方法
本专利技术涉及一种净化尾气型改性沥青的制备方法，属于沥青材料

技术介绍
大气是人类赖以生存的基本要素之一，清洁的大气能够依靠自身的不断运动，实现热量、动量和水资源分布的调节，清洁的大气还可以阻挡过量的紫外线，防止人类和地球上其他的生物受到伤害。然而，随着工业文明的不断发展，人类生产和生活活动的日益增多，向大气中排放的污染物也在不断增加，使大气质量日趋恶化，形势不容乐观。因此，发展低碳经济、建设低碳社会已经成为中国乃至世界的战略重点。随着人们环保意识的增加，开始对路面材料的功能提出更多的要求，道路材料亦不仅仅局限于路用性能良好及耐久长寿的目标，具有多功能属性的低碳环保路面材料已成为道路研究者的主要研究方向之一。可是，现在大部分具备环保功效的沥青材料是在基本不影响或改善路面材料性能的前提下，通过掺假一定量的具有特殊性能的添加剂而形成，其对沥青功能属性的改善主要来源于添加剂。现如今，国内外使用较多的改性剂是有机材料改性剂，即各种聚合物改性剂；除了有机改性之外，通过添加无机物对沥青改性也可提高其性能，且具有材料来源广泛、生产设备简单、易加工、成本低廉等特点，已经受到越来越多研究者的关注。常用的无机改性物质有：纳米层状硅酸盐、纳米碳酸钙、炭黑、纤维、硅藻土、粉煤灰、水泥、石灰、矿质填料等。但是目前众多的有机改性剂和无机增强剂，功能单一，易造成硫中毒导致环保耐久性不佳的问题。因此，改善沥青添加剂的性能具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前众多的沥青有机改性剂和无机增强剂，功能单一，抗硫性和耐久性不佳的问题，本专利技术提供了一种净化尾气型改性沥青的制备方法，本专利技术以稻壳为原料，利用稻壳中的多孔结构制得多孔二氧化硅，再将铁、铝负载在多孔二氧化硅和烟炱上制成前驱体，经煅烧制得多孔二氧化硅/烟炱负载铁铝氧化物的复合催化剂，再经硅烷偶联剂表面改性，制得分散性好的尾气净化催化剂，最后将石油沥青加热软化，并与胶粉和尾气净化催化剂混合均匀，制得净化尾气型改性沥青。本专利技术所得的多动能环保改性沥青具备优良的路用性能，具有热拌减排、净化尾气等功能，且具有良好的抗硫性和耐久性。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：(1)称取400～500g稻壳装入马弗炉中，在氮气氛围下，加热至550～650℃煅烧10～15min，冷却至室温后得稻壳热解灰，将稻壳热解灰浸泡在500～600mL质量分数为10％氢氧化钠溶液中，在90～100℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌1～2h，随后过滤并收集滤液，得硅酸钠溶液；(2)向上述硅酸钠溶液中以0.2～0.3L/min持续通入二氧化碳气体，并加热至95～100℃，保温反应1～2h，随后转入离心机中，以6000～8000r/min离心分离15～20min，收集沉淀，用去离子水洗涤沉淀2～3次，再将沉淀置于马弗炉中，在300～400℃下煅烧30～40min，得多孔二氧化硅；(3)称取10～20g硝酸铁，10～20g硝酸铝，加入300～500mL去离子水中，以300～400r/min搅拌至固体完全溶解，再加入60～80g上述多孔二氧化硅，300～500g烟炱，在55～60℃恒温水浴下，继续搅拌1～2h，随后转入旋转蒸发仪中蒸发至干，得前驱体，将前驱体装入马弗炉中，在氮气氛围下，加热至650～700℃煅烧6～8h，冷却至室温后，得复合催化剂；(4)称取30～50g上述复合催化剂，装入研钵中研磨1～2h，过300目筛，将过筛后的复合催化剂粉末加入200～300mL质量分数为1％硅烷偶联剂KH-550水溶液中，以500～600r/min搅拌1～2h，随后过滤，将滤渣置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得尾气净化催化剂；(5)称取80～100g石油沥青，加热至130～140℃软化20～30min后，与12～15g胶粉混合，继续加热至180～200℃并以600～800r/min搅拌5～10min，再加入8～10g上述尾气净化催化剂，继续搅拌15～20min，随后转入高速剪切仪中，以3000～4000r/min搅拌40～50min，得净化尾气型改性沥青。本专利技术的应用方法是：将路面基层表面进行全面清扫，再用2～3台鼓风机沿纵向排成斜线将浮灰吹净，并用洒水车快速喷洒少量水，1～2h后用沥青洒布车将本专利技术所得的净化尾气型改性沥青喷洒至路面，沥青用量为0.6～1.4kg/m2，集料用料为6～8m3/1000m2，然后用轮胎压路机由路肩侧到中分侧碾压3～5遍，碾压重叠为1/3轮宽，碾压完毕后将道路封闭7～10天即可，经检测，本专利技术所得的净化尾气型改性沥青具有良好的热拌减排功能，在温度为160～180℃时沥青烟浓率为36.3～61.6mg·m-3，减排率为69.9～82.9％，尾气净化率为92.3～98.8％。本专利技术的有益技术效果是：(1)本专利技术制备的净化尾气型改性沥青，具有良好的热拌减排、净化尾气的功能，施工工艺简单，可作为沥青路面材料推广使用；(2)本专利技术制备的净化尾气型改性沥青，具备优良的路用性能，且具有良好的耐硫性和耐久性，可有效延长环保路面的使用寿命。具体实施方式称取400～500g稻壳装入马弗炉中，在氮气氛围下，加热至550～650℃煅烧10～15min，冷却至室温后得稻壳热解灰，将稻壳热解灰浸泡在500～600mL质量分数为10％氢氧化钠溶液中，在90～100℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌1～2h，随后过滤并收集滤液，得硅酸钠溶液；向上述硅酸钠溶液中以0.2～0.3L/min持续通入二氧化碳气体，并加热至95～100℃，保温反应1～2h，随后转入离心机中，以6000～8000r/min离心分离15～20min，收集沉淀，用去离子水洗涤沉淀2～3次，再将沉淀置于马弗炉中，在300～400℃下煅烧30～40min，得多孔二氧化硅；称取10～20g硝酸铁，10～20g硝酸铝，加入300～500mL去离子水中，以300～400r/min搅拌至固体完全溶解，再加入60～80g上述多孔二氧化硅，300～500g烟炱，在55～60℃恒温水浴下，继续搅拌1～2h，随后转入旋转蒸发仪中蒸发至干，得前驱体，将前驱体装入马弗炉中，在氮气氛围下，加热至650～700℃煅烧6～8h，冷却至室温后，得复合催化剂；称取30～50g上述复合催化剂，装入研钵中研磨1～2h，过300目筛，将过筛后的复合催化剂粉末加入200～300mL质量分数为1％硅烷偶联剂KH-550水溶液中，以500～600r/min搅拌1～2h，随后过滤，将滤渣置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得尾气净化催化剂；称取80～100g石油沥青，加热至130～140℃软化20～30min后，与12～15g胶粉混合，继续加热至180～200℃并以600～800r/min搅拌5～10min，再加入8～10g尾气净化催化剂，继续搅拌15～20min，随后转入高速剪切仪中，以3000～4000r/min搅拌40～50min，得净化尾气型改性沥青。实例1称取400g稻壳装入马弗炉中，在氮气氛围下，加热至550℃煅烧10min，冷却至室温后得稻壳热解灰，将稻壳热解灰浸泡在500本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种净化尾气型改性沥青的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：(1)称取400～500g稻壳装入马弗炉中，在氮气氛围下，加热至550～650℃煅烧10～15min，冷却至室温后得稻壳热解灰，将稻壳热解灰浸泡在500～600mL质量分数为10％氢氧化钠溶液中，在90～100℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌1～2h，随后过滤并收集滤液，得硅酸钠溶液；(2)向上述硅酸钠溶液中以0.2～0.3L/min持续通入二氧化碳气体，并加热至95～100℃，保温反应1～2h，随后转入离心机中，以6000～8000r/min离心分离15～20min，收集沉淀，用去离子水洗涤沉淀2～3次，再将沉淀置于马弗炉中，在300～400℃下煅烧30～40min，得多孔二氧化硅；(3)称取10～20g硝酸铁，10～20g硝酸铝，加入300～500mL去离子水中，以300～400r/min搅拌至固体完全溶解，再加入60～80g上述多孔二氧化硅，300～500g烟炱，在55～60℃恒温水浴下，继续搅拌1～2h，随后转入旋转蒸发仪中蒸发至干，得前驱体，将前驱体装入马弗炉中，在氮气氛围下，加热至650～700℃煅烧6～8h，冷却至室温后，得复合催化剂；(4)称取30～50g上述复合催化剂，装入研钵中研磨1～2h，过300目筛，将过筛后的复合催化剂粉末加入200～300mL质量分数为1％硅烷偶联剂KH‑550水溶液中，以500～600r/min搅拌1～2h，随后过滤，将滤渣置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得尾气净化催化剂；(5)称取80～100g石油沥青，加热至130～140℃软化20～30min后，与12～15g胶粉混合，继续加热至180～200℃并以600～800r/min搅拌5～10min，再加入8～10g上述尾气净化催化剂，继续搅拌15～20min，随后转入高速剪切仪中，以3000～4000r/min搅拌40～50min，得净化尾气型改性沥青。...

【技术特征摘要】
1.一种净化尾气型改性沥青的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：(1)称取400～500g稻壳装入马弗炉中，在氮气氛围下，加热至550～650℃煅烧10～15min，冷却至室温后得稻壳热解灰，将稻壳热解灰浸泡在500～600mL质量分数为10％氢氧化钠溶液中，在90～100℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌1～2h，随后过滤并收集滤液，得硅酸钠溶液；(2)向上述硅酸钠溶液中以0.2～0.3L/min持续通入二氧化碳气体，并加热至95～100℃，保温反应1～2h，随后转入离心机中，以6000～8000r/min离心分离15～20min，收集沉淀，用去离子水洗涤沉淀2～3次，再将沉淀置于马弗炉中，在300～400℃下煅烧30～40min，得多孔二氧化硅；(3)称取10～20g硝酸铁，10～20g硝酸铝，加入300～500mL去离子水中，以300～400r/min搅拌至固体完全溶解，再加入60～80g上述多孔二氧化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭迎庆，杨阳，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32