[发明专利]一种光催化降解氮氧化物NOx用的聚合物水泥砂浆

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种光催化降解氮氧化物NO_x用的聚合物水泥砂浆。

(二)背景技术

随着现代工业的迅猛发展，环境污染问题日益严重，特别是氮化 物及硫化物对大气的污染，已成为亟待解决的环保问题。

纳米二氧化钛是20世纪80年代末发展起来的主要纳米材料之 一。近年来，许多研究表明，光催化技术在环境污染物治理方面有着 良好的应用前景。

光催化是将光能转换为化学能，促进化合物的降解或合成的过 程。TiO₂的催化活性较好，而且TiO₂的化学稳定性高，耐光腐蚀， 并且具有较深的价带能级，可使某些化学反应在被光辐射的TiO₂表 面得到实现和加速，同时TiO₂对人体无毒害作用，所以针对TiO₂的 光催化的研究最为活跃，也成为光催化材料的主体材料。

利用光激发TiO₂，其价带上的电子吸收光能被激发到导带上， 因而在导带上产生负电的高活性电子，在价带上产生正电的空穴，形 成氧化——还原体系，最终产生高度化学活性的羟基游离基，利用这 些游离基可以氧化许多生物都难以转化的物质并使之矿物化。

催化材料的粒子越小，分散的单体粒子越多，光吸附效率更高， 且体系的比表面越大，也有利于吸附外界的有机物等物质。相关研究 表明，纳米TiO₂比普通TiO₂的光催化效率高出10倍以上。

纳米TiO₂的晶型结构、比表面积、表面形貌以及化学位势等都 直接影响其光催化活性，所以纳米TiO₂的制备对于其使用效果十分 重要。

本发明申请人在中国专利申请200810121845.0公开了一种P25 掺氮纳米二氧化钛粉体的制备方法，将P25纳米二氧化钛进行掺氮处 理后，一方面可提高二氧化钛的光催化效率，另一方面可拓展其光响 应波长，从而大幅度提高光催化性能。

为了降解由汽车尾气产生的大气污染物NO_X，本发明将纳米光催 化技术应用到常规工程材料——水泥砂浆中，并对原有的光催化技术 进行相应的改性处理，增强其可见光激发率和光量子产生率，同时提 高其光催化性能及其在碱性条件下的稳定性和长效性，最终形成可以 在太阳光条件下减轻甚至消除有害污染物的纳米光催化水泥砂浆技 术。

(三)发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种光催化降解NO_X用的聚 合物水泥砂浆。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种光催化降解NO_X用的聚合物水泥砂浆，所述水泥砂浆的原 料包括水泥和水，所述聚合物水泥砂浆的原料还包括掺氮P25纳米二 氧化钛粉体，其掺入量为水泥重量的0.1～25.0％，优选为水泥重量的 2～15％。掺氮P25纳米二氧化钛粉体是作为光催化降解NO_X用材料。

本发明所述的水泥主要为通用硅酸盐水泥和铝酸盐水泥等。

本发明所述聚合物水泥砂浆可以加砂或不加砂，当原料中加入砂 时，本发明使用的砂主要为建筑用砂，用于抹面砂浆时用粒径小于 2.5mm的砂，用于喷涂施工时宜用粒径小于0.63mm的砂。

本发明中对于所述聚合物水泥砂浆的常规组分水泥、砂和水的用 量没有特别要求，本领域技术人员可以根据实际需要自行进行设定其 配比。

当加入砂时，本发明推荐所述的砂的掺入量为水泥重量的 0～700％(不为零)，优选为水泥重量的2～4倍。

所述的水泥和水的质量配比推荐为1∶0.20～1.00，更优选1∶ 0.4～0.6。

进一步，为改善砂浆的粘结强度和抗拉强度，所述的聚合物水泥 砂浆的原料中还可加入聚合物，本发明所述的原料聚合物可以是水溶 性聚合物、聚合物乳液或聚合物乳胶粉，主要为聚乙烯醇、聚丙烯酰 胺等水溶性聚合物，或丙烯酸酯乳液、乙烯-乙酸乙烯酯共聚乳液、 苯丙乳液、丁苯乳液和氯丁胶乳等，或由上述乳液制得的乳胶粉。所 述聚合物的掺入量以其固体计推荐为水泥重量的0.2～25.0％，优选为 水泥重量的2.5～7.5％。