[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明属于光催化技术领域，具体来说，涉及到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。

背景技术

氮氧化物(NOx)是大气的主要污染物之一。近年来，随着工业和交通事业 的快速发展，随烟气而排放的NOx日益增加，有些城市地区空气中的NOx浓度 已严重超标，其危害己不容忽视。其中，氮氧化物(NO约占总量的95％)是最 难脱除的污染物，能引起一系列环境问题，如酸雨、光化学烟雾及水土酸化等现 象，所以治理废气中的氮氧化物就变得尤为重要。而汽车尾气是大气环境的主要 污染源之一，相应的NOx是汽车尾气中危害最大、处理最难的主要污染物。大交 通量易引起空气中NOx及挥发性物质(VOCs)浓度的增加，进而损害人们的身 心健康。这些污染还易造成二次污染，如酸雨或臭氧化等，所以治理废气中的NOx 变得尤为重要。

光催化技术由于利用催化材料和太阳光，可以在室温下进行，以及高效处理 低浓度污染物(无需富集)等特点，在处理低浓度大气污染物方面具有很高的研 究价值和潜在的应用背景。目前，众多的NOx的治理方法中，可利用纳米光催化 材料作为治理汽车尾气中NOx的一种新途径。将光催化材料有效的应用到沥青路 面，能直接有效的减少，乃至消除汽车尾气的污染，进而产生巨大的经济和社会 效益。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适应性强、经济高效的沥青路面负 载纳米铋的光催化氮氧化物材料及其制备方法。

本发明所述的一种沥青路面负载纳米铋的光催化氮氧化物材料，所述光催化 氮氧化物材料以盐酸为活性介质，以沥青混凝土为载体，负载纳米铋制备而成； 其原料组成按质量份计，包括沥青混凝土100份，0.1-0.5mol/L的盐酸1-5份，纳 米铋0.03-0.1份。

本发明所述的沥青路面负载纳米铋的光催化氮氧化物材料的制备方法，所述 制备方法具体步骤为：

1)在搅拌状态下，将铋前驱体、还原剂和表面活性剂在三口瓶中混合均匀， 在80-90℃的水浴中继续搅拌一段时间，到达反应终点后，将所制得纳米铋抽滤， 并用蒸馏水洗涤数次，再用乙醇除去样品中多余水分，在空气气氛下自然干燥， 备用；

2)将纳米铋置于分散液中超声分散2-5min，然后加入0.1-0.5mol/L的HCl 继续超声5-10min，调节pH值为2-6，配制成1wt-10wt％纳米铋溶液；然后将纳米 铋溶液喷洒到沥青混凝土表面，置于灯下干燥30-60min，待溶剂挥发后，得到能 光催化氮氧化物的材料，其纳米铋的掺入量控制为沥青混凝土重量的0.3-1‰。

本发明所述的沥青路面负载纳米铋的光催化氮氧化物材料的制备方法，所述 铋前驱体为硝酸铋、氯化铋、柠檬酸铋、醋酸铋或酒石酸铋中的一种。

本发明所述的沥青路面负载纳米铋的光催化氮氧化物材料的制备方法，所述 还原剂为水合肼、次亚磷酸钠、硼氢化钠或羟基醇的一种或几种。所述羟基醇为 龙须草醇A。

本发明所述的沥青路面负载纳米铋的光催化氮氧化物材料的制备方法，所述 表面活性剂为聚乙醇400、聚乙醇6000、聚乙醇20000、溴化十六烷基三甲基铵、 聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇的一种或几种。

本发明所述的沥青路面负载纳米铋的光催化氮氧化物材料的制备方法，所述 纳米铋粒径范围在20nm至5μm不等。

本发明所述的沥青路面负载纳米铋的光催化氮氧化物材料的制备方法，所述 分散液为水或乙醇的一种。

本发明所述的沥青路面负载纳米铋的光催化氮氧化物材料的制备方法，所述 沥青混凝土为不同级配的石料和沥青组成；所述石料为玄武岩、石灰岩或辉绿岩； 所述沥青为SK90#、SK70#、壳牌90#、壳牌70#或中海361#等。

本发明所述的沥青路面负载纳米铋的光催化氮氧化物材料的制备方法，所述 灯为紫外灯或可见光灯，功率为5-100W。

本发明所述的沥青路面负载纳米铋的光催化氮氧化物材料的制备方法具有如 下特点：