CN110777606B - 具有降解汽车尾气作用的含砂雾封层路面材料的制备方法 - Google Patents

具有降解汽车尾气作用的含砂雾封层路面材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明为具有降解汽车尾气作用的含砂雾封层路面材料的制备方法，该方法包含以下步骤：(1)将活性炭用蒸馏水进行冲洗，烘干后晾凉备用；(2)将硅烷偶联剂混入酒精中，一边加硅烷偶联剂一边搅拌混合液，使硅烷偶联剂与酒精充分反应；(3)再将称量好质量的纳米二氧化钛放入硅烷偶联剂与酒精混合液中，用高速剪切机搅拌，使其充分反应；(4)将步骤(1)处理后的活性炭放入水中，用高速搅拌机搅拌，使其均匀；(5)再将步骤(3)获得的混合液与步骤(4)获得的混合液，按照比例混合，放入超声搅拌器中，然后启动超声波搅拌器进行超声混合1h以上，拌合完成，形成了混合料浆料。该方法工艺简单，成本低，且光催化降解汽车尾气效率较高。

Description

具有降解汽车尾气作用的含砂雾封层路面材料的制备方法
技术领域
本发明属于新型路面建设技术领域，具体涉及一种光催化降解汽车尾气的含砂雾封层路面材料的制备方法。
背景技术
随着当今时代的发展，汽车排放的污染物对空气质量造成一定影响，汽车尾气污染物主要包括：一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、烟尘微粒(某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾)、臭气(甲醛等)。汽车尾气最主要的危害是形成光化学烟雾。汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物在阳光作用下发生化学反应，生成臭氧，它和大气中的其它成份结合就形成光化学烟雾。其对健康的危害主要表现为刺激眼睛，引起红眼病；刺激鼻、咽喉、气管和肺部，引起慢性呼吸***疾病。光化学烟雾能使树木枯死，农作物大量减产；能降低大气的能见度，妨碍交通。
在这种背景下，催生出很多新型路面或是新型材料以满足降解汽车尾气从而保护环境的需要。例如专利CN108708245A中提到的使用二氧化钛加入到沥青混合料中，该方法完成的路面可以起到催化降解汽车尾气的作用，但是此种路面的吸附能力有限，且将二氧化钛直接掺入混合料中过于浪费，造价不菲。再例申请号为201510589065.9的中国专利中公开了二氧化钛与活性炭以溶胶-凝胶法的方法进行制备，但是此材料无法充分发挥其最大的光催化性能，无法规避制备过程冗长且需二氧化钛溶胶等缺点，其价格不菲更不适用于道路路面铺筑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有降解汽车尾气的含砂雾封层路面材料的制备方法，该方法原料易获得，工艺简单，成本低，且光催化降解汽车尾气效率较高，易于实现。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有降解汽车尾气作用的含砂雾封层路面材料的制备方法，该方法包含以下步骤：
(1)将活性炭用蒸馏水进行冲洗，紧接着放入烘干机中烘干后晾凉备用，
(2)将硅烷偶联剂混入95％酒精中，一边加硅烷偶联剂一边搅拌混合液，使硅烷偶联剂与酒精充分反应；
(3)再将称量好质量的纳米二氧化钛放入硅烷偶联剂与酒精混合液中，用高速剪切机搅拌，使其充分反应；
(4)将步骤(1)处理后的活性炭放入水中，用高速搅拌机搅拌，使其均匀；
(5)再将步骤(3)获得的混合液与步骤(4)获得的混合液，按照比例混合，放入超声搅拌器中，然后启动超声波搅拌器进行超声混合1h以上，拌合完成，形成了混合料浆料；
(6)然后将步骤(5)获得的混合料浆料直接掺入到特种乳化沥青中搅拌均匀，得到路面材料；将上述的路面材料直接与砂混合搅拌均匀，放入洒布机中，在已经铺筑好的沥青混凝土路面上进行喷洒。
步骤(5)获得的混合料浆料烘干破损后得到具有降解汽车尾气的光催化添加剂粉料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的实质性特点是：
本发明提供了一种利用二氧化钛与活性炭降解汽车尾气的新型封层路面材料的制备方法。该方法以纳米TiO2与二氧化钛混合可大大增强光催化降解尾气的效率，利用路面表面积大、分布广、轮胎和尾气直接作用等特点，将其加入到酒精与硅烷偶联剂的混合液中并与活性炭用高速剪切机与高速搅拌机等设备进行混合，此方法中加入了硅烷偶联剂能使二氧化钛的表面活性增加使得其所制备材料的光催化性能得到提升，同时规避了溶胶-凝胶法冗长的工作步骤，简化了路面材料的制备过程，为大量铺筑提升了可能性。其次采用含砂雾封层方式将其应用到沥青基材料中，只需在沥青混凝土路面上喷射一层，不但使光催化降解尾气路面的铺筑降低了成本，而且使其拥有了强大的降解尾气的能力。
本发明的显著进步是：
(1)本发明中所涉及到的材料(活性炭、酒精、硅烷偶联剂、砂、乳化沥青)易于获得且制备过程简便，利于工程实际。
(2)本发明中所制得的为封层路面材料具有强大的光催化功能，同等条件下相比于其他光催化降解尾气沥青混凝土材料所添加的二氧化钛与活性炭的量较少，更加经济环保。
(3)本发明中所提到的含砂雾封层材料在实际工程中可以就地拌和制备也可厂拌预制，且拌合方法简便快速，灵活性更大。
具体实施方式
下面结合实施例进一步解释本发明，但并不以此作为对本申请保护范围的限定。
本发明具有降解汽车尾气作用的含砂雾封层路面材料的制备方法，该方法包含以下步骤：
(1)将活性炭用蒸馏水进行冲洗，紧接着放入烘干机中烘干大约24h，然后放置至阴凉处备用。用蒸馏水反复冲洗能够去除掉活性炭中可能会影响到光催化效果的镁钙等杂质，进而能使得活性炭发挥其最大功效；
(2)将硅烷偶联剂混入95％酒精中，一边加硅烷偶联剂一边搅拌混合液，使硅烷偶联剂与酒精充分反应。
(3)再将称量好质量的纳米二氧化钛放入硅烷偶联剂与酒精混合液中(碳钛比0.65-0.7)，用高速剪切机搅拌，使其充分反应；
(4)将步骤(1)处理后的活性炭放入水中，用高速搅拌机搅拌，使其均匀；
(5)再将步骤(3)获得的混合液与步骤(4)获得的混合液，按照比例混合，放入超声搅拌器中，然后启动超声波搅拌器进行超声混合大约1小时后拌合完成，此步骤已经形成了具有强吸附能力、具有光催化能力的混合料浆料；
(6)然后将步骤(5)获得的混合料浆料直接掺入到特种乳化沥青中搅拌均匀，得到路面材料；将上述的路面材料直接与砂混合搅拌均匀，放入洒布机中，在已经铺筑好的沥青混凝土路面上进行喷洒。
本发明还可将步骤(5)获得的混合料浆料进行烘干，待干燥后放入球磨机进行破损，得到粉料，该粉料可以作为粉状光催化添加剂使用；使用时将粉料与适量的砂和特种乳化沥青进行拌合形成了一种具有降解尾气的含砂雾封层路面材料，这种路面材料可以在洒布车的帮助下直接喷射到沥青混凝土路面上。两种方法所制成的路面材料均可以在之后的含砂雾封层中实现。
综合比较特种乳化沥青、砂、混合料浆料(或者粉料)的掺量比例、转速设置对封层路面路用性能和催化降解效果影响，确定特种乳化沥青、砂、混合料浆料的最佳掺量比例，用于路面封层。
实施例
本实施例具有降解汽车尾气作用的含砂雾封层路面材料的制备方法，
取适量100g活性炭放入盆中用蒸馏水进行冲洗，紧接着放入烘干机中烘干大约24h，然后放置至阴凉处备用。
将7g硅烷偶联剂混入到已装有足量(大于500ml)的95％酒精的烧杯中，一边加硅烷偶联剂一边用玻璃棒搅拌，使硅烷偶联剂与酒精充分混合并反应。
再将70g称量好质量的纳米二氧化钛放入硅烷偶联剂与酒精的混合液中，用高速剪切机搅拌，使其充分反应。高速剪切机机型:NK-CJQ1526A。
再将活性炭放入80g蒸馏水中，用高速搅拌机搅拌，使其均匀。
将适量硅烷偶联剂与酒精混合液与活性炭混合液在玻璃烧杯中混合获得新混合液，放入超声搅拌器中，然后启动仪器进行超声混合大约1小时后拌合完成，此步骤已经形成了具有强吸附能力、具有光催化能力的混合料浆料。
最后将获得的混合料浆料直接掺入到乳化沥青中搅拌均匀，得到具有降解尾气功能的含砂雾封层路面材料，将上述制备方法制备得到的路面材料加入砂进行充分搅拌，将已经拌和好的浆料放入洒布机中在已经铺筑好的沥青混凝土路面上进行喷洒，即得到封层路面。
在所需布设含砂雾封层材料的路段进行现场拌合，现场环境温度控制到20到30摄氏度为宜。

Claims (2)

1.一种具有降解汽车尾气作用的含砂雾封层路面材料的制备方法，该方法包含以下步骤：
(1)将活性炭用蒸馏水进行冲洗，紧接着放入烘干机中烘干后晾凉备用，
(2)将硅烷偶联剂混入95％酒精中，一边加硅烷偶联剂一边搅拌混合液，使硅烷偶联剂与酒精充分反应；
(3)再将称量好质量的纳米二氧化钛放入硅烷偶联剂与酒精混合液中，用高速剪切机搅拌，使其充分反应；
(4)将步骤(1)处理后的活性炭放入水中，用高速搅拌机搅拌，使其均匀；
(5)再将步骤(3)获得的混合液与步骤(4)获得的混合液，按照比例混合，放入超声搅拌器中，然后启动超声波搅拌器进行超声混合1h以上，拌合完成，形成了混合料浆料；碳钛比为0.65-0.7；
(6)然后将步骤(5)获得的混合料浆料直接掺入到特种乳化沥青中搅拌均匀，得到路面材料；将上述的路面材料直接与砂混合搅拌均匀，放入洒布机中，在已经铺筑好的沥青混凝土路面上进行喷洒。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)获得的混合料浆料烘干破损后得到具有降解汽车尾气的光催化添加剂粉料。
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