[发明专利]一种高效率自清洁光催化混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效自清洁光催化混凝土及其制备方法，所述高效自清洁光催化混凝土包括混凝土本体以及涂覆于混凝土本体的表面的超亲水面层及超疏水面层，所述超亲水面层为纳米级亲水性SiO₂颗粒与纳米级TiO₂颗粒的混合物，所述超疏水面层为添加改性剂的聚二甲基硅氧烷，所述超亲水面层与所述超疏水面层间隔分布形成阵列结构，所述超亲水面层与所述超疏水面层共同组成集水面层。本发明高效率自清洁的光催化混凝土的选用的组份简单经济，相较于传统的光催化混凝土而言，即使在无雨的情况下，也能通过强大的集水功能，有效清洁混凝土的表面，提高光催化效率。

技术领域

本发明属于光催化混凝土技术领域，具体涉及一种高效率自清洁光催化混凝土及其制备方法。

背景技术

汽车尾气的排放往往会导致空气质量恶化，尾气中的氮氧化物等还会硬气呼吸道疾病的发生。目前，通过应用TiO₂光催化技术将汽车尾气转化降解，是一种有效的改善空气质量的方法。在转化完成后，反应物往往会附着于TiO₂的表面，降低转化效率，虽然雨水能够冲洗混凝土表面，恢复催化效果，但是该方法过于依赖环境，而且对于立面涂层和干旱少雨的地区，效果并不理想。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高效自清洁光催化混凝土，以解决现有技术中光催化混凝土在干焊、少雨的情况下效果不明显这一缺陷，减少了光催化混凝土对环境的依赖。此外，本发明还要提供一种高效率自清洁光催化混凝土的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种高效自清洁光催化混凝土，包括混凝土本体以及涂覆于混凝土本体的表面的超亲水面层及超疏水面层，所述超亲水面层为纳米级亲水性SiO₂颗粒与纳米级TiO₂颗粒的混合物，所述超疏水面层为添加改性剂的聚二甲基硅氧烷，所述超亲水面层与所述超疏水面层间隔分布形成阵列结构，所述超亲水面层与所述超疏水面层共同组成集水面层。

优选地，所述亲水层中SiO₂与TiO₂的质量比为0％-30％。

优选地，所述超疏水面层中改性剂为聚硅氨烷、聚氨酯和环氧树脂中的一种或两种。

优选地，所述纳米级TiO₂颗粒为经过Fe³⁺离子溶液改性后得到。

优选地，所述混凝土本体包括以下各组分：水、水泥、矿粉、粉煤灰、外加剂和石子。

优选地，所述超亲水面层与所述超疏水面层于所述混凝土本体的表面呈条纹状交替分布。

本发明的第二方面，提供一种高效自清洁光催化混凝土的制备方法，用于制备上述的高效自清洁光催化混凝土，包括以下步骤：

步骤一、纳米级亲水性SiO₂颗粒与纳米级TiO₂颗粒按比例混合，得到混合粉末A；

步骤二、以聚二甲基硅氧烷为基础疏水材料，掺加改性剂，得到溶液B；

步骤三、将溶液B喷涂于混凝土本体的表面，干燥一段时间形成超疏水面层；

步骤五、待超疏水面层部分固化后，按照规则形状将混合粉末A喷涂于超疏水面层的面层上。

优选地，所述步骤一中，将纳米级亲水性SiO₂颗粒与纳米级TiO₂颗粒以0％～30％的质量比加入鼓式搅拌机中，搅拌0.5h～1h后得到混合粉末A。

优选地，所述步骤二中，以聚二甲基硅氧烷为基础疏水材料，掺加改性剂，搅拌5min后，得到B溶液。