[发明专利]一种光催化净化汽车尾气的透明路面涂料及制备方法

说明书

本发明涉及空气净化涂料的技术领域，提供了一种光催化净化汽车尾气的透明路面涂料及制备方法。所述涂料由光催化填料、环氧树脂、水、分散剂、固化剂、流平剂、抗氧剂组成，所述光催化填料由玻璃粉形成的骨架负载纳米二氧化钛组成。该涂料制成的涂层，对汽车尾气具有良好的吸附能力，对自然光具有良好的透过能力，可保证光催化剂充分吸附尾气并充分接触自然光。尤其是，该方法将光催化剂负载于载体骨架的贯通孔道内部，并通过粘结提高负载牢固性，可防止因光催化剂脱落而降低尾气净化效果。

技术领域

本发明属于空气净化涂料的技术领域，提供了一种光催化净化汽车尾气的透明路面涂料及制备方法。

背景技术

随着经济水平的提高，汽车数量大幅增加。汽车在行驶中燃烧汽油产生大量尾气，主要有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等，一方面严重污染空气，另一方面破坏生态平衡。人体吸入汽车尾气后，对呼吸系统和免疫系统产生危害，引起缺氧、呼吸不畅、记忆力衰退等，还有致癌作用，并且对思维能力产生干扰。因此，各国都在积极采取有效措施来治理汽车尾气污染。

目前对汽车尾气污染的主要控制手段有机内控制和机外控制2种形式，常用的是机外控制，即使用催化剂将汽车尾气由有毒气体转变成为无毒气体，再排放到大气中，从而可减少对大气环境的污染。如将CO氧化成为CO₂，HC氧化成为CO₂和H₂O，NO_x还原成为N₂等，常用的催化剂有钯、铑、铂等贵金属或铈、镧等稀土金属。

光催化剂以其良好的光催化活性、化学稳定性以及可循环利用性，被作为净化尾气的新材料。光催化剂的反应条件低，在太阳光下即可产生催化效果，而且对尾气中的主要污染成分均可催化反应。常用的光催化剂有二氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化镉、三氧化钨、硫化镉、硫化锌等。纳米尺度的光催化剂具有大的比表面积以及独特的界面效应，因而具有更为突出的催化效果。

由于纳米光催化剂容易团聚，通常将其负载于具有高比表面积的载体上，以确保光催化剂能充分吸附尾气并充分接触自然光。然而，光催化剂的负载牢固性难以保证，尤其是用在路面涂料中时，由于复杂的使用条件，常常出现光催化剂脱落而降低尾气净化效果。

发明内容

本发明提出一种光催化净化汽车尾气的透明路面涂料及制备方法，在保证光催化剂能充分吸附尾气并充分接触自然光的前提下，通过将光催化剂负载于载体骨架的贯通孔道内部，并通过粘结提高负载牢固性，可防止因光催化剂脱落而降低尾气净化效果。

为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：

一种光催化净化汽车尾气的透明路面涂料的制备方法，所述透明路面涂料制备的具体步骤如下：

（1）将纳米二氧化钛、四甲基氢氧化铵、聚乙烯亚胺、羧甲基纤维素、二甲基硅油加入水中，持续进行超声分散，得到料浆A；

（2）将玻璃粉、羧甲基纤维素、二甲基硅油加入硅溶胶中，持续进行超声分散，得到料浆B；

（3）将聚氨酯海绵浸入10wt%氢氧化钠溶液中，24h后取出，再洗涤、干燥，实现对海绵的预处理；

（4）采用两块玻璃板将预处理海绵挤压至体积不再缩小，排出内部空气，然后浸入料浆A中，松开玻璃板，待海绵回复形状后继续静置5~10min，取出海绵，真空干燥，得到吸附纳米二氧化钛的聚氨酯海绵；

（5）采用两块玻璃板将吸附纳米二氧化钛的海绵挤压至体积不再缩小，排出内部空气，然后浸入料浆B中，松开玻璃板，待海绵回复形状后继续静置20~30min，取出海绵，真空干燥，得到玻璃粉/二氧化钛/聚氨酯复合材料；

（6）将玻璃粉/二氧化钛/聚氨酯复合材料进行升温煅烧，除去聚氨酯，再破碎研磨至粒径1~2mm，得到具有贯通孔道的光催化填料；