一种催化降解汽车尾气型沥青胶浆的制备方法技术

本发明专利技术是本发明专利技术是一种催化降解汽车尾气型沥青胶浆的制备方法，属于路面材料技术领域，解决目前普通沥青胶浆无催化降解尾气功能、掺入沥青胶浆中的TiO2催化降解尾气效果差的问题。本发明专利技术首先选取镧和碳作为改性离子，活性炭纤维作吸附剂，利用溶剂热法制备活性炭纤维/镧‑碳共掺杂改性TiO2复合光催化剂；然后按照不同掺量把复合光催化剂掺入沥青胶浆中，评价沥青胶浆的路用性能及对汽车尾气主要成分的光催化降解效果；最后，综合比较沥青、矿粉、复合光催化剂的掺量比例对沥青胶浆路用性能和催化降解效果影响，确定沥青、矿粉、复合光催化剂的最佳掺量比例，用于指导铺筑沥青路面，提高沥青路面催化降解汽车尾气效果，对减少大气污染具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种催化降解汽车尾气型沥青胶浆的制备方法
本专利技术是一种催化降解汽车尾气型沥青胶浆的制备方法，属于路面材料

技术介绍
随着科技与经济的不断发展，机动化水平越来越高，但是随之带来的是交通污染等问题，机动车尾气已成为我国大气污染的主要来源之一，也是颗粒物和光化学污染的重要原因。汽车尾气不仅威害人类健康，而且还会影响生态环境，造成城市温室效应、酸雨和城市光化学烟雾等环境问题。汽车尾气问题日趋严重，因此有必要研究开发出能够有效降低尾气污染的路面材料。我国城市道路的主要形式是沥青路面，目前基于沥青路面降解汽车尾气中，一般是将二氧化钛(TiO2)作为光催化材料。已有研究表明，负载了TiO2的路面材料对汽车尾气降解具有较好的效果。虽然在光催化条件下TiO2是可以与尾气发生催化反应，但是由于普通TiO2具有比较宽的带隙(3.23eV)，吸收光谱较短，只能吸收紫外光，不能利用更多的太阳光，而且光生载流子容易发生复合，降低催化降解效率；纳米TiO2颗粒在实际应用时，汽车尾气在纳米TiO2颗粒表面难富集，这就使其应用比较困难；纳米TiO2颗粒细小，对沥青路面路用性能造成不利影响，掺量低，催化降解效果差；且由于普通沥青路面结构较密实，光线不易照射到沥青混合料内部，且沥青混凝土的颜色较深，对光线有较强的吸收和弱化作用，如果直接在沥青路面中掺加TiO2，在与沥青的拌和过程中，容易团聚，其会被沥青薄膜所覆盖，这将会影响它的光催化性能。因此本专利技术利用镧和碳对TiO2进行掺杂改性研究，通过稀土元素与非金属元素之间的之间不同的改性机制，二者发挥协同作用，提高TiO2的光催化效率，根据城市道路沥青路面降解尾气的特点，选择合适的载体负载TiO2，制备复合光催化剂，然后掺加到沥青胶浆，研究沥青胶浆对尾气的催化降解性能，并分析复合光催化剂对沥青胶浆路用性能影响，综合考虑复合光催化剂对沥青胶浆降解尾气和路用性能的影响，确定复合光催化剂最佳掺量，用于沥青路面。
技术实现思路
(1)技术问题本专利技术目的是提供一种催化降解汽车尾气型沥青胶浆的制备方法，解决普通沥青胶浆无催化降解尾气功能、掺入沥青胶浆中的TiO2催化降解尾气效果差的问题，从而减少尾气污染，提高城市空气质量。(2)技术方案鉴于目前存在普通沥青胶浆无催化降解尾气功能、掺入沥青胶浆中的TiO2催化降解尾气效果差的问题，本专利技术提供一种催化降解汽车尾气型沥青胶浆的制备方法，技术方案如下：首先选取镧和碳作为改性离子，活性炭纤维作吸附剂，利用溶剂热法制备活性炭纤维/镧-碳共掺杂改性TiO2复合光催化剂；然后按照不同掺量把复合光催化剂掺入沥青胶浆中，评价沥青胶浆的路用性能及对汽车尾气主要成分的光催化降解效果；最后，综合比较沥青、矿粉、复合光催化剂的掺量比例对沥青胶浆路用性能和催化降解效果影响，确定沥青、矿粉、复合光催化剂的最佳掺量比例，用于指导铺筑沥青路面，提高沥青路面催化降解汽车尾气效果。(3)有益效果研究结果表明，汽车尾气不仅威害人类健康，而且还会影响生态环境，导致城市温室效应、酸雨和城市光化学烟雾，而道路两旁受污染严重的土壤中有害物质近百种，除了最常见的铅污染(道路两侧土壤中的铅污染绝大部分来自汽车尾气)，还包括多环芳烃等有机污染物，这些物质在生物体内容易富集，难以降解，若通过农作物和动物体进入人体将会对身体产生危害。汽车尾气已对人类、动植物的健康和环境造成了巨大的威胁，因此解决这个问题是必要的。本专利技术提供一种催化降解汽车尾气型沥青胶浆的制备方法，制备活性炭纤维/镧-碳共掺杂改性TiO2复合光催化剂，将其掺入沥青胶浆中，用于沥青路面，对降解汽车尾气、改善大气环境、减少环境污染有重要意义。具体实施方式本专利技术是一种催化降解汽车尾气型沥青胶浆的制备方法，具体实施步骤如下：(1)将长度为3mm活性炭纤维放入质量分数为65％的硝酸溶液中，在80℃下进行水浴处理2h，再用去离子水进行清洗至中性，在100℃下烘干2h；(2)在磁力搅拌器的搅拌下，将20ml钛酸四丁酯缓慢倒入盛有30ml无水乙醇的烧杯中，制得溶液A，在另一个烧杯中依次加入0.26g硝酸镧、0.38g葡萄糖、5ml去离子水、20ml无水乙醇以及20ml冰醋酸，制得溶液B，将溶液B缓慢滴入溶液A中，制得镧-碳共掺杂改性TiO2溶胶；(3)1g活性炭纤维加入到溶胶中，缓慢搅拌1h，混合均匀，真空负压浸渍2h，静置12h后采用抽滤装置滤去多余溶胶，在100℃烘箱中干燥1h，放入400℃的箱式电阻炉中煅烧2h，制得活性炭纤维/镧-碳共掺杂改性TiO2复合光催化剂；(4)按照不同掺量把复合光催化剂加入到沥青中搅拌均匀，然后按照沥青与矿粉质量比为1∶1的比例添加矿粉，拌和均匀，采用动态剪切和弯曲梁流变试验评价沥青胶浆的路用性能；(5)将2mm厚沥青胶浆均匀涂覆在玻璃板上，采用自主研发汽车尾气催化降解测试系统，在模拟的太阳光照射下评价沥青胶浆对尾气中碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化碳四种主要成分的催化降解效果；(6)综合比较沥青、矿粉、复合光催化剂的掺量比例对沥青胶浆路用性能和催化降解效果影响，确定沥青、矿粉、复合光催化剂的最佳掺量比例，用于指导铺筑沥青路面。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化降解汽车尾气型沥青胶浆的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：(1)将长度为3mm活性炭纤维放入质量分数为65％的硝酸溶液中，在80℃下进行水浴处理2h，再用去离子水进行清洗至中性，在100℃下烘干2h；(2)在磁力搅拌器的搅拌下，将20ml钛酸四丁酯缓慢倒入盛有30ml无水乙醇的烧杯中，制得溶液A，在另一个烧杯中依次加入0.26g硝酸镧、0.38g葡萄糖、5ml去离子水、20ml无水乙醇以及20ml冰醋酸，制得溶液B，将溶液B缓慢滴入溶液A中，制得镧‑碳共掺杂改性TiO2溶胶；(3)1g活性炭纤维加入到溶胶中，缓慢搅拌1h，混合均匀，真空负压浸渍2h，静置12h后采用抽滤装置滤去多余溶胶，在100℃烘箱中干燥1h，放入400℃的箱式电阻炉中煅烧2h，制得活性炭纤维/镧‑碳共掺杂改性TiO2复合光催化剂；(4)按照不同掺量把复合光催化剂加入到沥青中搅拌均匀，然后按照沥青与矿粉质量比为1∶1的比例添加矿粉，拌和均匀，采用动态剪切和弯曲梁流变试验评价沥青胶浆的路用性能；(5)将2mm厚沥青胶浆均匀涂覆在玻璃板上，采用自主研发汽车尾气催化降解测试系统，在模拟的太阳光照射下评价沥青胶浆对尾气中碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化碳四种主要成分的催化降解效果；(6)综合比较沥青、矿粉、复合光催化剂的掺量比例对沥青胶浆路用性能和催化降解效果影响，确定沥青、矿粉、复合光催化剂的最佳掺量比例，用于指导铺筑沥青路面。...

【技术特征摘要】
1.一种催化降解汽车尾气型沥青胶浆的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：(1)将长度为3mm活性炭纤维放入质量分数为65％的硝酸溶液中，在80℃下进行水浴处理2h，再用去离子水进行清洗至中性，在100℃下烘干2h；(2)在磁力搅拌器的搅拌下，将20ml钛酸四丁酯缓慢倒入盛有30ml无水乙醇的烧杯中，制得溶液A，在另一个烧杯中依次加入0.26g硝酸镧、0.38g葡萄糖、5ml去离子水、20ml无水乙醇以及20ml冰醋酸，制得溶液B，将溶液B缓慢滴入溶液A中，制得镧-碳共掺杂改性TiO2溶胶；(3)1g活性炭纤维加入到溶胶中，缓慢搅拌1h，混合均匀，真空负压浸渍2h，静置12h后采用抽滤装置滤去多余溶胶，在1...

【专利技术属性】
技术研发人员：许涛，田清，郭涛，黄凯健，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32