[发明专利]一种用于净化汽车尾气的路面材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及公路建设材料技术领域，尤指一种用于净化汽车尾气的路面材料及其制备方法。

背景技术

目前国内已有关于道路路面领域净化汽车尾气的相关研究与工程应用试验实例，即将以二氧化钛为主体的光催化分解材料直接掺入沥青混合料或是涂刷与道路屏障，但是这种应用方式存在根本性的不足，如尾气收集容量有限，道路作为开放体系，汽车尾气流动与扩散极为不规律，因此，单纯喷涂或涂敷的二氧化钛与尾气接触的概率极小；又如单纯二氧化钛处理气体的种类比较单一，研究表明：二氧化钛对汽车中的碳氢化合物降解效率较高，可对氮氧化物处理效率较低，能够处理的汽车尾气种类单一。

因此，亟需一种新型的用于净化汽车尾气的路面材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于净化汽车尾气的路面材料及其制备方法，本发明提供的路面材料可以用于大面积和大规模的路面建设，从而实现较大的汽车尾气收集容量，达到较高的汽车尾气处理效率。

本发明提供的技术方案如下：

一种用于净化汽车尾气的路面材料，包括以下组分：二氧化钛5份-20份，多孔材料80份-95份，上述含量按重量计算。

优选地，所述多孔材料为活性炭，所述活性炭比表面积为700～1500m²/g；或；所述多孔材料为活性氧化铝，所述活性氧化铝的比表面积为250～500m²/g。

一种用于制备用于净化汽车尾气的路面材料的方法，包括步骤：

S10：用蒸馏水洗涤活性炭，并在真空干燥箱中恒温脱水后备用；

S20：制备钛酸丁酯和无水乙醇的混合溶液，并调节该混合溶液的pH值为3～4；

S30：称取10～100g步骤S10中准备的活性炭，加入到步骤S20中准备的溶液中，并搅拌；

S40：制备蒸馏水和无水乙醇的混合溶液，并将该混合溶液加入至步骤S30 中的反应体系中；

S50：持续搅拌后静置，得到黑色溶胶；

S60：对所述黑色溶胶进行干燥，除去所述黑色溶胶中的无水乙醇；

S70：将干燥后的黑色溶胶磨碎并装入坩埚，将所述坩埚放入有惰性气体保护的加热炉中，保温煅烧，冷却后即可制得负载二氧化钛的活性炭。

优选地，在所述步骤S10中，用蒸馏水洗涤所述活性炭3～10遍，所述真空干燥箱的工作温度为100℃，且脱水时间≥12h。

优选地，所述步骤S20包括步骤：

S21：取20～28ml无水乙醇，滴入硝酸溶液调节pH值为3～4；

S22：取5～7ml钛酸丁酯，且所述钛酸丁酯和无水乙醇的体积比为1：4，滴入至步骤S21制备的溶液中，且在滴入的过程中不断搅拌。

优选地，在所述步骤S30中，通过磁力搅拌器进行搅拌，搅拌时间为 20～60min。

优选地，在所述步骤S40中，取3～7mL蒸馏水和10～15mL无水乙醇成混合溶液，并将该混合溶液按照25～35d/min的滴定速度滴入到步骤S30中的反应体系中，且在滴入的过程中不断搅拌混合溶液。

优选地，在所述步骤S50中，搅拌时间为7～15min。

优选地，在所述步骤60中，干燥的温度为恒温60℃，干燥时间≥12h。

优选地，在所述步骤S70中，用研钵将干燥后的所述黑色溶胶磨碎，所述加热炉采用马弗炉，所述惰性气体为氮气，所述马弗炉的升温速率为3～8℃ /min，当所述马弗炉温度升至400～500℃时，保温煅烧3～5h，冷却温度为室温。

一种用于制备用于净化汽车尾气的路面材料的方法，包括步骤：

S10：制备钛酸丁酯和无水乙醇混合溶液，向该混合溶液中添加抑制剂至钛酸丁酯形成螯合物，得到溶胶；

S20：向所述溶胶中加入去离子水，使胶体粒子形成一种开放的骨架结构，同时加入活性氧化铝，直至所述溶胶失去流动性，形成凝胶；

S30：干燥所述凝胶，去除所述凝胶中的水分、有机基团和有机溶剂；

S40：将干燥后的溶胶磨碎并装入坩埚，将所述坩埚放入有惰性气体保护的加热炉中，保温煅烧，冷却后即可制得负载二氧化钛的活性氧化铝。

优选地，在所述步骤S10中，所述抑制剂采用冰醋酸，所述溶胶的颗粒分布在1～20mm。

优选地，在所述步骤S30中，干燥温度为100℃，干燥时间为≥24h。