CN107176820B - 一种耐久性混凝土光催化浆料及可去除NOx的混凝土 - Google Patents
一种耐久性混凝土光催化浆料及可去除NOx的混凝土 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107176820B CN107176820B CN201710478844.0A CN201710478844A CN107176820B CN 107176820 B CN107176820 B CN 107176820B CN 201710478844 A CN201710478844 A CN 201710478844A CN 107176820 B CN107176820 B CN 107176820B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- concrete
- slurry
- photocatalyst
- photocatalytic
- nox
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 114
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 title claims abstract description 59
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 29
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 17
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 11
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 11
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 8
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 7
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 11
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 229960000800 cetrimonium bromide Drugs 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000008233 hard water Substances 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- AISMNBXOJRHCIA-UHFFFAOYSA-N trimethylazanium;bromide Chemical compound Br.CN(C)C AISMNBXOJRHCIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
- B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/30—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Other silicon-containing organic compounds; Boron-organic compounds
- C04B26/32—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Other silicon-containing organic compounds; Boron-organic compounds containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/60—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only artificial stone
- C04B41/61—Coating or impregnation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20707—Titanium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/80—Type of catalytic reaction
- B01D2255/802—Photocatalytic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00017—Aspects relating to the protection of the environment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00025—Aspects relating to the protection of the health, e.g. materials containing special additives to afford skin protection
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0081—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as catalysts or catalyst carriers
- C04B2111/00827—Photocatalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
本发明涉及一种耐久性混凝土光催化浆料及可去除NOx的混凝土，涉及建筑材料领域。该耐久性混凝土光催化浆料的有效成分包括光催化剂和粘结剂，光催化剂为纳米TiO2，粘结剂为硅丙乳液、硅烷偶联剂或水玻璃中的至少一种，其能够有效去除汽车尾气，耐久性佳，与混凝土的粘合性佳。该可去除NOx的混凝土包括混凝土基质和上述浆料，其耐久性佳，长效保持光催化活性，有效提高光催化效率。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，且特别涉及一种耐久性混凝土光催化浆料及可去除NOx的混凝土。
背景技术
目前，世界上解决尾气污染的措施主要集中在强制行政措施控制和机动车排气系统的改进等方面，但这些方法在经济性或实用性方面均存在一些难以解决的问题。我国相继出台了相关的汽车尾气排放标准，但是，目前随着交通工具数量的急剧上升，所产生的大量汽车尾气污染，正在使城市空气质量进一步恶化。措施主要有改善燃油质量、改造汽车尾气排放管结构、汽车尾气去除路面等。国内去除汽车尾气的燃油质量改善和改造汽车尾气排放管结构只能减少尾气有害气体含量，不能完全实现汽车尾气的去除。混凝土路面砖遍布城市的各个角落，在混凝土路面砖生产时添加可吸附、去除汽车尾气的活性纳米TiO2能有效吸附并去除汽车尾气，提高空气质量、保护环境。但存在光催化混凝土目前存在的耐磨损性能较差，耐久性不足，且涂层法进行光催化剂和混凝土的结合所用到的界面剂对涂层的强度，耐久性，光催化效果都有着很大的影响，目前的解决方案并不能长久解决这些问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐久性混凝土光催化浆料，其能够有效去除汽车尾气，耐久性佳，与混凝土的粘合性佳。
本发明的另一目的在于提供一种可去除NOx的混凝土，其耐久性佳，长效保持光催化活性，有效提高光催化效率。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种耐久性混凝土光催化浆料，其有效成分包括光催化剂和粘结剂，光催化剂为纳米TiO2，粘结剂为硅丙乳液、硅烷偶联剂或水玻璃中的至少一种。
本发明提出一种可去除NOx的混凝土，其包括混凝土基质和上述浆料。
本发明实施例提供的耐久性混凝土光催化浆料及可去除NOx的混凝土的有益效果是：通过粘结剂使光催化剂与混凝土的牢靠结合，同时通过粘结剂与光催化剂的合理配比，以及粘结剂的优化选择，有效提高耐久性以及光催化效果。该耐久性混凝土光催化浆料稳定，与混凝土的粘合性佳，该可去除NOx的混凝土打磨前后NO去除率变化较小，光催化效果稳定，耐久性佳。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1(a)是试验例提供的硅烷偶联剂与TiO2光催化剂混合后喷涂混凝土基质后的样品表面形貌图；
图1(b)是试验例提供的水玻璃与TiO2光催化剂混合后喷涂混凝土后的样品表面形貌图；
图1(c)试验例提供的将TiO2光催化剂使用SDS进行分散后喷涂混凝土后的样品表面形貌图；
图1(d)试验例提供的将TiO2光催化剂使用CTAB进行分散后喷涂混凝土后的样品表面形貌图；
图2为试验例提供的四种样品的NO去除的浓度变化折线图；
图3为试验例提供的四种样品的打磨前后的NO转化率比较图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的耐久性混凝土光催化浆料及可去除NOx的混凝土进行具体说明。
多相光催化是一种实现氮氧化物减排的很有前途的方法。在紫外线的存在下，存在于材料表面的光催化剂被激活，使空气中污染物被光催化氧化。光催化剂应用于建筑材料不光能够降低大气中的氮氧化物等污染物，还能使混凝土提高自洁性能。但光催化剂光催化混凝土易磨损，因此光催化活性持续时间较短，耐久性不佳。
优选地，本发明提供耐久性混凝土光催化浆料，其有效成分包括光催化剂和粘结剂，使光催化剂与混凝土的牢靠结合。
其中本发明中，光催化剂为纳米TiO2，具体为三维结构的纳米TiO2，光催化性能佳，可去除NOx，NOx包括NO和NO2等，需要说明的是，本发明较佳的实施例中，以NO为代表进行叙述。具体地，本发明中通过溶胶凝胶法制备纳米TiO2。
更优选地，本发明较佳的实施例中，光催化剂在浆料中的浓度为9-16g/L，例如光催化剂在浆料中的浓度为9g/L、13g/L、14g/L或16g/L等，更优选地，光催化剂在浆料中的浓度为10g/L，光处理效果佳，且不浪费光催化剂。
粘结剂是指同质或异质物体表面用粘结连接在一起的技术，具有应力分布连续，重量轻等特点，适用于不同材质、不同厚度、超薄规格和复杂构件的连接。但是，不同的粘结剂对耐久性混凝土光催化浆料喷涂至的强度，耐久性，光催化效果都有着很大的影响。因此，优选地，粘结剂为硅丙乳液、硅烷偶联剂和水玻璃中的至少一种。例如粘结剂可以为硅丙乳液，还可以为硅烷偶联剂和水玻璃的混合物等，有效提高耐久性。
其中，硅丙乳液是将含有不饱和键的有机硅单体与丙烯酸类单体加入合适的助剂，通过核壳包覆聚合工艺聚合而成的乳液。硅烷偶联剂是一类在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物。水玻璃为硅酸钠的水溶液。
优选地，粘结剂为硅烷偶联剂KH-550或模数为1的水玻璃。两者性质稳定，粘结性佳。其中硅烷偶联剂KH-550，粘结性更佳，其为氨基偶联剂，广泛运用于促进无机和有机高分子材料的粘结。
由于粘结剂的添加量对耐久性混凝土光催化浆料的强度，耐久性，光催化效果也都有着很大的影响，因此优选粘结剂为硅烷偶联剂KH-550或模数为1的水玻璃时，粘结剂在浆料中体积分数为0.5-5％。更优选地，粘结剂在浆料中体积分数为2-5％，粘接效果更佳，例如粘结剂在耐久性混凝土光催化浆料中体积分数为2％、4％、4.5％或5％等。
由于光催化剂和粘结剂的分散性不佳，虽然有效提高了混凝土光催化浆料的耐久性，但由于分散不均，导致光催化效率不佳。
因此，优选地，耐久性混凝土光催化浆料还包括质量分数为有机分散剂，有机分散剂与光催化剂的质量比为3-5：10-20，有效提高光催化反应效率。
有机分散剂的种类很多，本实施例中优选机分散剂包括十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基硫酸钠，光催化剂在其中分散效果佳。
其中，十六烷基三甲基溴化铵(SDS)，又名西曲溴铵、溴棕三甲基铵，是一种阳离子表面活性剂，为白色微晶粉末，溶于10份水，易溶于乙醇，微溶于丙酮，几乎不溶于乙醚和苯。十二烷基硫酸钠，白色或淡黄色粉状，溶于水，对碱和硬水不敏感。具有去污、乳化和优异的发泡力，是一种无毒的阴离子表面活性剂。需注意，二者不可混用。
本发明提供的可去除NOx的混凝土，其包括混凝土基质和上述耐久性混凝土光催化浆料，由于混凝土基质具有空隙，因此优选浆料按0.35-0.5g/m2的添加量喷涂于混凝土基质的表面。将耐久性混凝土光催化浆料均匀负载于混凝土基质的表面，降低制作成本。
混凝土基质从新浇筑后在养护7天时进行喷涂光催化浆料的效果更佳，但考虑到现实生活中的很多混凝土道路都已建筑完成，新增的道路有限，并且已有的道路众多，若均在养护期间进行喷涂加工，是不可能将路面从新浇筑后在养护7天时进行喷涂光催化浆料。因此，优选混凝土成型固化完全后进行的喷涂。优选地，混凝土基质包括重量比依次为450-500：185-210：500-600：1100-1300的水泥、水、砂和碎石，其强度高。
为了进一步提高可去除NOx的混凝土的耐磨性、以及提高光催化效率，混凝土基质还可以视实际需求添加玻璃颗粒，优选地，玻璃颗粒与水泥的重量比为7-15：450-500。玻璃颗粒的粒径小于2mm。玻璃颗粒一方面反射光线，另一方面普通玻璃的成分主要成分为二氧化硅SiO2，有效提高耐磨性。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
一种可去除NOx的混凝土，其包括混凝土基质和耐久性混凝土光催化浆料，耐久性混凝土光催化浆料按0.44g/m2的添加量喷涂于混凝土基质的表面。
其中，耐久性混凝土光催化浆料的有效成分包括光催化剂和粘结剂，光催化剂为在浆料中的浓度为10g/L的纳米TiO2，粘结剂为在浆料中体积分数为1％的模数为1的水玻璃。混凝土基质包括重量比依次为476：200：550：1224的水泥、水、砂和碎石。
实施例2
一种可去除NOx的混凝土，其包括混凝土基质和耐久性混凝土光催化浆料，耐久性混凝土光催化浆料按0.5g/m2的添加量喷涂于混凝土基质的表面。
其中，耐久性混凝土光催化浆料的有效成分包括光催化剂和粘结剂，光催化剂为在浆料中的浓度为13g/L的纳米TiO2，粘结剂为在浆料中体积分数为5％的硅烷偶联剂。混凝土基质包括重量比依次为450：180：500：1300的水泥、水、砂、碎石。
实施例3
一种可去除NOx的混凝土，其包括混凝土基质和耐久性混凝土光催化浆料，耐久性混凝土光催化浆料按0.5g/m2的添加量喷涂于混凝土基质的表面。
其中，耐久性混凝土光催化浆料的有效成分包括光催化剂、粘结剂和分散剂，光催化剂为在浆料中的浓度为15g/L的纳米TiO2，粘结剂为在浆料中体积分数为3％的模数为1的水玻璃，有机分散剂为十六烷基三甲基溴化铵，有机分散剂与光催化剂的质量比为4：18。混凝土基质包括重量比依次为500：240：600：1300的水泥、水、砂和碎石。
实施例4
一种可去除NOx的混凝土，其包括混凝土基质和耐久性混凝土光催化浆料，耐久性混凝土光催化浆料按0.4g/m2的添加量喷涂于混凝土基质的表面。
其中，耐久性混凝土光催化浆料的有效成分包括光催化剂、粘结剂和分散剂，光催化剂为在浆料中的浓度为11g/L的纳米TiO2，粘结剂为在浆料中体积分数为0.5％的硅烷偶联剂，有机分散剂为十二烷基硫酸钠，有机分散剂与光催化剂的质量比为5：20。混凝土基质包括重量比依次为480：220：570：1200：13的水泥、水、砂、碎石和玻璃颗粒。
实施例5
一种可去除NOx的混凝土，其包括混凝土基质和耐久性混凝土光催化浆料，耐久性混凝土光催化浆料按0.35g/m2的添加量喷涂于混凝土基质的表面。
其中，耐久性混凝土光催化浆料的有效成分包括光催化剂、粘结剂、分散剂和乳化剂，光催化剂为在浆料中的浓度为14g/L的纳米TiO2，粘结剂为在浆料中体积分数为1％的水玻璃，有机分散剂为十六烷基三甲基溴化铵，有机分散剂与光催化剂的质量比为3：10。混凝土基质包括重量比依次为480：220：550：1230的水泥、水、砂和碎石。
试验例
1、制备硅烷偶联剂与光催化剂混合喷涂混凝土基质后的样品，模数为1的水玻璃与TiO2光催化剂混合喷涂混凝土基质后的样品，TiO2光催化剂使用SDS进行分散后喷涂混凝土后的样品，以及TiO2光催化剂使用CTAB进行分散后喷涂混凝土后的样品，使用背散射扫描电子显微镜对上述四种样品的表面进行了表面形貌分析，结果如图1(a)、图1(b)、图1(c)和图1(d)所示。
图1(a)是硅烷偶联剂与TiO2光催化剂混合后喷涂混凝土基质后的样品表面形貌图，从图1(a)可以看出硅烷偶联剂分散的光催化剂在混凝土表面分布不均匀，存在大片的空白区域，主要是因为硅烷偶联剂的分散性较差。
图1(b)是硅酸钠的水溶液，模数为1的水玻璃与TiO2光催化剂混合后喷涂混凝土后的样品表面形貌图，从图1(b)可以看出水玻璃TiO2混凝土表面有一层较为致密的膜。
图1(c)将TiO2光催化剂使用SDS进行分散后喷涂混凝土后的样品表面形貌图，从图1(c)可以看出SDS分散的光催化浆料微观分布较为均匀，表面有一层明显的浅白色覆盖薄层。
图1(d)将TiO2光催化剂使用CTAB进行分散后喷涂混凝土后的样品表面形貌图，从图1(d)可以看出CTAB分散效果相比于SDS更好，且喷涂后的实际效果也是远远比SDS分散效果好。
2.实时监测上述四种样品的NO去除的浓度变化，并根据对NO去除的浓度变化做折线图，如图2所示。
从图2可以看出在未进行光照时，由于混凝土试块的孔隙及光催化剂的吸附，NO浓度在70分钟后才达到了吸附脱附平衡状态。进行紫外线光照后，作为分散剂的SDS和CTAB所制备而成的光催化混凝土的NO去除效率较高，而作为粘结剂的两种光催化混凝土的NO去除率相对较低。
3.将上述四种样品通过金相预磨机进行打磨，比较打磨前后的NO转化率，结果如图3所示。
从图3可得，硅烷偶联剂和水玻璃对催化剂和混凝土的结合具有优异的粘结作用，打磨前后的两种样品对于NO转化率变化较小，打磨前后NO去除率依次分别为42.3％、42.8％和36.1％、38.8％，光催化性能以及耐久性均较高。因此，可去除NOx的混凝土对于目前城市汽车尾气的严重环境污染有十分明显的效果。
综上所述，本发明实施例的耐久性混凝土光催化浆料及可去除NOx的混凝土，该耐久性混凝土光催化浆料稳定，混凝土的粘合性佳。该可去除NOx的混凝土耐久性佳，可长效保持光催化活性，有效提高光催化效率。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
Claims (6)
1.一种耐久性混凝土光催化浆料，其特征在于，其有效成分包括光催化剂、有机分散剂和粘结剂，所述光催化剂为纳米TiO2，所述粘结剂为硅丙乳液、硅烷偶联剂或水玻璃中的至少一种；
所述光催化剂在所述浆料中的浓度为9-16g/L；所述粘结剂在所述浆料中体积分数为0.5-5％；所述有机分散剂与光催化剂的质量比为3-5：10-20；所述有机分散剂包括十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基硫酸钠。
2.根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述粘结剂为硅烷偶联剂KH-550或模数为1的水玻璃。
3.根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述粘结剂在所述浆料中体积分数为2-5％。
4.一种可去除NOx的混凝土，其特征在于，其包括混凝土基质和如权利要求1-3任意一项所述的浆料。
5.根据权利要求4所述的可去除NOx的混凝土，其特征在于，所述浆料按0.35-0.5g/m2的添加量喷涂于所述混凝土基质的表面。
6.根据权利要求5所述的可去除NOx的混凝土，其特征在于，所述混凝土基质包括重量比依次为450-500：185-210：500-600：1100-1300的水泥、水、砂和碎石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710478844.0A CN107176820B (zh) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | 一种耐久性混凝土光催化浆料及可去除NOx的混凝土 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710478844.0A CN107176820B (zh) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | 一种耐久性混凝土光催化浆料及可去除NOx的混凝土 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107176820A CN107176820A (zh) | 2017-09-19 |
| CN107176820B true CN107176820B (zh) | 2019-08-06 |
Family
ID=59844837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710478844.0A Active CN107176820B (zh) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | 一种耐久性混凝土光催化浆料及可去除NOx的混凝土 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107176820B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115180976B (zh) * | 2022-07-22 | 2023-03-31 | 济南大学 | 一种光催化水泥基材料的制备方法 |
| CN116375499A (zh) * | 2023-01-04 | 2023-07-04 | 盐城工学院 | 一种黑色TiO2基光催化混凝土生态砖的制备方法及其在净化汽车尾气上的应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101591195A (zh) * | 2009-06-11 | 2009-12-02 | 浙江工业大学 | 一种纳米光催化透水混凝土制品及其制备方法 |
| CN102674737A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-09-19 | 江苏名和集团有限公司 | 一种自清洁混凝土专用外加剂及其制备方法 |
| CN103388295A (zh) * | 2013-07-25 | 2013-11-13 | 济南黄河路桥工程公司 | 可降解汽车尾气的混凝土路面砖及其制备方法 |
| CN105642271A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-08 | 山西省交通科学研究院 | 一种沥青路面负载纳米铋的光催化氮氧化物材料及其制备方法 |
| CN105884396A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-08-24 | 盐城工学院 | 一种喷涂有二氧化钛/活化沸石复合材料的光催化混凝土材料及其制备方法 |
-
2017
- 2017-06-22 CN CN201710478844.0A patent/CN107176820B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101591195A (zh) * | 2009-06-11 | 2009-12-02 | 浙江工业大学 | 一种纳米光催化透水混凝土制品及其制备方法 |
| CN102674737A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-09-19 | 江苏名和集团有限公司 | 一种自清洁混凝土专用外加剂及其制备方法 |
| CN103388295A (zh) * | 2013-07-25 | 2013-11-13 | 济南黄河路桥工程公司 | 可降解汽车尾气的混凝土路面砖及其制备方法 |
| CN105642271A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-08 | 山西省交通科学研究院 | 一种沥青路面负载纳米铋的光催化氮氧化物材料及其制备方法 |
| CN105884396A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-08-24 | 盐城工学院 | 一种喷涂有二氧化钛/活化沸石复合材料的光催化混凝土材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107176820A (zh) | 2017-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101703889B (zh) | 一种胶粉负载型路面汽车尾气降解复合材料的制备方法 | |
| Shafabakhsh et al. | Rehabilitation of asphalt pavement to improvement the mechanical and environmental properties of asphalt concrete by using of nano particles | |
| US20100266470A1 (en) | Titanium dioxide based photocatalytic composites and derived products on a metakaolin support | |
| CN103102700A (zh) | 一种降解汽车尾气的乳化沥青及其制备方法 | |
| CN102515659A (zh) | 一种光催化水泥基装饰复合材料及其制备方法 | |
| CN102849988B (zh) | 一种净化空气的改性沥青混凝土 | |
| CN103232715B (zh) | 一种纳米级吸收汽车尾气型改性乳化沥青及其配置方法 | |
| Dong et al. | Solar-driven photocatalytic removal of NO over a concrete paving eco-block containing black TiO 2 | |
| CN110317476A (zh) | 纳米功能涂料及其制备方法和应用 | |
| Döndüren et al. | A review of the effect and optimization of use of nano-TiO2 in cementitious composites | |
| CN105170083A (zh) | 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 | |
| CN101177582A (zh) | 一种能吸收分解汽车尾气的路面涂层及其制备方法 | |
| CN107176820B (zh) | 一种耐久性混凝土光催化浆料及可去除NOx的混凝土 | |
| CN115011244B (zh) | 自供氧自清洁型尾气降解路用涂料及其制备方法和应用 | |
| CN110436829A (zh) | 催化降解型开级配磨耗层沥青混合料的制备方法 | |
| CN104231855B (zh) | 沥青路面减霾涂层 | |
| CN107473633B (zh) | 一种光催化沥青混合料及其制备方法 | |
| CN116554754B (zh) | 一种无水环境制备超双疏自清洁涂层的前驱体浆料及其制备方法和应用 | |
| CN103773007B (zh) | 一种沥青混合料添加剂及其制作方法 | |
| CN103861664B (zh) | 一种柴油机尾气氧化催化剂 | |
| CN107235747A (zh) | 一种混凝土光催化浆料及可去除NOx的混凝土 | |
| CN111085107A (zh) | 多孔沥青路面负载复合改性光催化剂净化车辆尾气的方法 | |
| CN108822564A (zh) | 一种g-C3N4/TiO2光催化乳化沥青及其制备方法 | |
| CN107285670B (zh) | 一种二氧化钛纳米线光催化浆料及混凝土 | |
| CN106732495B (zh) | 一种固载二氧化钛的方法及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |