二氧化钛光催化混凝土的制备及其性能研究

发布时间：2017-12-17 14:08

本文关键词：二氧化钛光催化混凝土的制备及其性能研究

【摘要】：随着社会的发展环境污染问题越发严重,呈现出范围大、防范难、危害重等特点。针对出现的环境问题,早期的研究主要集中在废水治理上。然而,目前道路交通和工业生产造成的空气污染也成为了大城市或城市地区的主要问题之一。尽管加大了排放控制要求和增加了减排系统的安装,空气污染特别是来自于柴油发动机污染物一氧化氮(NO)在未来仍将是一个严重的问题。多相光催化是一种减少氮氧化物排放的很有效的方法。而二氧化钛(TiO_2)作为一种性能温和、光催化降解污染物效率高和成本相对廉价的光催化剂,使其应用于道路混凝土并且被广泛研究。本文重点研究TiO_2光催化混凝土的制备及其光催化去除NO的性能。本论文通过在线测试NO浓度来确定光催化去除率,以此来判断光催化混凝土的光催化性能。在制备光催化浆料时为了避免纳米光催化剂的团聚影响,进行了光催化剂的分散性试验,通过金相显微镜观察分析不同的分散剂、不同的分散剂加入量和不同的分散方式对光催化剂分散效果的影响。其中加入十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基三甲基溴化铰(CTAB)在超声搅拌的情况下分散效果最好,静置1d后仍然有较好的分散度,并且将两种分散后的浆料喷涂于混凝土试块表面测得其NO去除率分别为57.9%和57.2%。针对光催化混凝土目前存在的耐磨损性能较差的问题,本文在光催化浆料中添加粘结剂硅烷偶联剂和水玻璃,然后进行喷涂混凝土制备光催化混凝土。获得了光催化性能和耐久性较高的光催化混凝土,打磨前后的NO去除率分别为42.3%、42.8%和36.0%、38.8%。除了从外在因素改性光催化混凝土,本文还对催化剂本身进行了改进研究,制备了 Ag-TiO_2光催化混凝土和黑色C-TiO_2光催化混凝土,两者都具有较好的光催化性能,对NO的去除率分别为66.6%和65.3%。与通常三维材料相比较,一维纳米线结构具有更大比表面积,尤其是光生电子可以沿着一维纳米线的长径方向传输,这对光生载流子的快速转移有着巨大的作用。并且纳米纤维自身具有较高的力学性能,有利于加强混凝土表面强度的同时保持较好的光催化性能。所以制备出了 TiO_2纳米线光催化混凝土。根据扫描电镜、耐磨性能测试和光催化测试对所制备的光催化混凝土样品进行性能表征测试,结果表明TiO_2纳米线光催化混凝土的光催化性能磨损前对NO气体去除率达到61.9%,磨损后还能保持对NO气体58.8%的光催化去除率。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O643.36;TU528

【参考文献】

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