[发明专利]一种具有净化汽车排放NOx功能的沥青路面渗透剂

说明书

一、技术领域

本发明属于新材料技术领域，涉及到使用纳米二氧化钛(TiO₂)作为光催化剂来制备的一种具有净化汽车排放氮氧化物(NOx)的沥青路面渗透剂及制法。

二、背景技术

汽车尾气是大气环境的主要污染源之一，而NOx是汽车尾气中危害最大，最难处理的主要污染物。综合来看，治理汽车排放NO_x的技术主要分为机内净化和机外净化两大途径。机内净化就是通过改善发动机的燃烧状况，如改良燃料、改进汽车发动机结构等，从根本上防止或减少有害污染物在机内生成，达到发动机的“标本兼治”功效。其中目前较为先进的技术有：稀薄燃烧技术、排气再循环技术等。机外净化，主要有化学法、静电法、机械法三种净化方法。机械法净化主要是采用某种特殊的吸附剂吸附尾气中的有害物质。由于吸附剂需要经常更换，因而使用受到很大限制；静电法则是在排气口加上高压电极，使流经的废气有害成分电离成离子，然后，在下端设置吸附离子的吸附板，废气经净化器净化后排入大气，减轻了汽车尾气对大气污染，但吸附板需要定期清洁。而化学法就是将汽车尾气通过专用装置进行催化氧化或催化还原，将废气中有害或未燃尽的成分转化或补燃为无害气体，达到净化作用。其中三效催化转换器，是最为常用的方法。

目前，在众多NOx的治理方法中，把纳米TiO₂光催化材料作为了治理机动车排放NOx的一种新途径。道路是汽车的直接承载者，其路面附近及道路周围又是汽车尾气污染的重灾区，将纳米光催化材料有效的应用到道路表面，会直接有效的消除汽车尾气的污染，从而产生巨大的经济效益和社会效益。

三、发明内容

本发明的目的在于为沥青公路路面提供一种能够用于净化汽车排放NOx的新型沥青路面渗透剂。

本发明的基本原理是：纳米TiO₂材料是当今应用的一种主要光催化材料，其带隙能为3.2eV，相当于波长为387.5nm光子的能量。当受到波长小于387.5nm的紫外光照射时，纳米材料价带上的电子跃迁到导带上，形成电子-空穴对H⁺和e^-。同时由于电子和空穴可以自由移动，当溶解在纳米TiO₂中的氧俘获电子形成O^-2时，O₂便与H⁺反应形成HO₂·，而空穴将吸附纳米TiO₂中的OH^-和H₂O氧化成OH·。当汽车排放的污染物NO_x扩散到TiO₂表面时，NO可快速的与HO₂·进行了光化学反应并生成NO₂。NO₂进一步与OH·反应，氧化形成NO₃^-。

本发明的技术方案是：一种用于净化汽车排放NO_x的沥青路面渗透剂，其基本组成为：纳米TiO₂1％～5％，活性炭1％～3％，硅烷偶联剂1％～5％，乙醇5％～10％，异丁基三乙氧硅烷20％～40％，其余为双蒸馏水，以上均为质量百分比。

本发明的效果和益处是：这种沥青路面渗透剂，具有优良净化汽车排放NOx的功能，并可通过定期用水清洗路面，可保证该沥青路面保持净化功能不丧失。该渗透剂材料生产简单，造价低廉，广泛适用于各等级沥青路面，能够产生巨大的经济效益和社会效益。

四、具体实施方式

实例一：

步骤1选用锐钛型纳米TiO₂其有效成分要大于95％，一次粒径≤25nm；

步骤2将选用的纳米TiO₂其溶于硅烷偶联剂中，并使用不低于4000r/min的速度搅拌均匀；

步骤3将活性炭进行研磨后(细度在200目以下)，并缓慢加入纳米TiO₂溶液中，并继续使用磁力搅拌均匀；

步骤4将异丁基三乙氧硅烷与乙醇配成浓度为25％(质量百分比浓度)的混合溶液；

步骤5将纳米TiO₂与活性炭混合溶液，缓慢加入异丁基三乙氧硅烷与乙醇配成的混合溶液中，并使用超声分散混合均匀。

步骤6利用喷枪，进行喷涂渗透。空气压力3.0-3.5MPa，喷距20-30cm，速度为8-10g/s。使用时，枪口垂直于路面，每次喷涂3-5次。

实例二：