[发明专利]一种用于测试纳米TiO2材料光催化降解汽车尾气性能的方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车尾气治理技术领域，具体涉及一种用于测试纳米TiO₂材料光催化降解汽车尾气性能的方法。

背景技术

纳米TiO₂材料是一种优异的光催化材料，可以在紫外线的照射下将汽车尾气中CO、HC及NOx等有害物质催化氧化，生成CO₂、H₂O、硝酸等无害物质，实现空气的净化，而其自身在催化降解过程中并不发生本质上的变化，并且可以重复使用。因其高效、环保等优良性能，纳米TiO₂材料成为当今材料科学领域研究的热点，众多专家学者基于各自的研究目的，采用各种评价方式对其光催化性能进行了定量的衡量和评价，尽管评价结果均证明了其优异的光催化分解性能，但是目前的评价的方式仍存在不少缺陷和不足。

对于如何衡量现场条件下纳米TiO₂材料的光催化性能，现有的检测方法分两种：

一、采用一氧化氮、二氧化氮等气体检测设备，置于室外条件下的试验现场实时监测相关气体浓度在施加纳米TiO₂材料前后的浓度变化，以此反映其光催化降解性能。如东南大学的李丽等人将纳米二氧化钛浆液喷洒在南京长江三桥桥北收费站广场的混凝土路面铺制现场，待三桥通车后，采用仪器对现场路面的一氧化氮、二氧化氮等浓度进行了测量，依据国标JISK0104-2000标准对该段光催化功能性混凝土路光催化降解汽车尾气中氮氧化物的效果进行评价。结果表明纳米二氧化钛与路面材料复合的方法能够明显降低路面上汽车排放的氮氧化物的污染。东北林业大学的关强等人采用类似的方法，对TiO₂材料的光催化降解汽车尾气的性能进行了评价。

二、在纳米TiO₂光催化材料施工同时，现场制作纳米TiO₂光催化材料试件，待试件养护完成，将试件置于特制汽车尾气反应装置内进行光催化降解试验，通过室内试验的结果间接反应现场条件下纳米TiO₂材料光催化降解汽车尾气的性能。如，同济大学的徐海铭等人将纳米TiO₂材料应用于上海浦东中环线的沥青路上，通过对现场制作试件的室内试验，评价了纳米TiO₂光催化沥青路面对汽车尾气的的降解效果。在比利时，将纳米TiO₂材料制作成路面砖，并用纳米 TiO₂光催化路面砖在Antwerp市公园里修筑了一条面积约为10000m²的步行道。对纳米TiO₂光催化路面砖的进行了室内试验，试结果表明纳米TiO₂光催化路面砖具有良好的降低汽车尾气的性能，纳米TiO₂光催化路面砖服役两年后对汽车尾气的降解效率并没有减弱。

但是以上两种方法都存在不同程度的缺陷：对第一种方法，现场环境下各种汽车尾气气体的浓度会受到诸如风速，风向，温度，湿度等等气候条件的影响，仪器检测数据漂移较大，代表性不高，难以准确说明将纳米TiO₂材料的实际光催化降解性能。而且相关检测仪器价格昂贵，操作规范相对复杂，因而性价比不高。对第二种方法，尽管室内试验结果可以表明纳米TiO₂材料能够有效降解汽车尾气中的有害成分，但是相比较现场环境，室内试验环境多为人为设定的最适宜的汽车尾气降解反应条件，室内试验所测得的纳米TiO₂材料对汽车尾气的降解效率不能准确反应在现场条件下纳米TiO₂材料对汽车尾气的降解效率，亦不能够准确反应随时间推移现场纳米TiO₂材料对汽车尾气降解效率的变化值。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有纳米TiO₂材料光催化降解汽车尾气测试方法存在的缺陷，提供一种能够准确评价纳米TiO₂材料光催化降解汽车尾气效率的新方法，彻底解决在使用各种气体检测装置进行现场检测时，各气体浓度受自然环境影响较大，检测程序复杂，数据不稳，难以准确说明纳米TiO₂材料对汽车尾气的实际降解效率的现象；另一方面本方法很好的解决了在室内条件下,由于试验装置内人为设定的试验环境同现场条件下的具体环境有较大差别，试验结果难以准确说明纳米TiO₂材料对汽车尾气实际降解效率的缺陷，并且本方法能够定量的评价随时间推移，纳米TiO₂材料光催化降解汽车尾气的变化值。