[发明专利]光触媒功能性道路材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光触媒功能性道路材料制备方法，使道路具有分解和降解城市大气中有害化学物质(VOC、PM2.5)、水资源回收、降尘降噪、降温调湿、防滑抗冻等多功能的方法。

背景技术

传统的透水道路具有透水性、水资源回收利用、降尘、降噪等功能，有利于补充地下水的储量，减少“城市沙漠化”，对于改善城市生态环境及水资源的缺乏具有重要的意义。技术指标由于受到溶胶和骨材配比系数难点的限制，强度、空隙率和透水率受到很大影响。空隙周围缺乏自洁能力，久而久之空隙被灰尘填埋，透水功能受到很大影响，透水道路材料的多孔性使道路具有一定的吸附性，为此具有一定的降尘和降噪功能，但是多空材料其比表面积还是很小，加之浮尘的影响，吸附性也随之降低。传统的透水道路不具有分解和降解大气中有害化学物质(如VOC、PM2.5等)的功能，2006年开始，发达国家(如美国、日本、德国等)为改善城市空气质量，开始了功能性透水道路的研究工作，各种高科技手段使透水道路具有分解和降解城市大气中有害化学物质、空隙自洁、调温和调湿功能，有效改善了城市空气中质量。

发明内容

本发明提出一种光触媒功能性道路材料制备方法，在透水道路表层和空隙周围进行光催化剂成膜加工处理，使透水道路附有分解和降解大气有害物质的功能，可有效改善城市空气质量。具体步骤如下：

1、使用平均粒径3.5mm花岗岩碎石和沥青为原材料，混合加热后按透水混凝土道路施工要求制成长100mm×宽50mm×厚5mm、空隙率30％的沥青混凝土透水材料样块。

2、使用矾土水泥和硅砂粉作为骨材，经1500摄氏度高温烧制的纳米重组二氧化钛微粒子为光触媒，加入减水剂和无机树脂乳剂，与弱酸性溶液(PH值4-6)混合后高频振荡后制备成光催化剂悬浮液。各成分按以下重量比进行混合：矾土水泥100、纳米重组二氧化钛60、硅砂粉200、弱酸性水80、减水剂2、无机树脂乳剂2。

3、使用制备的光催化剂悬浮液对沥青混凝土透水材料样块进行喷涂，每沥青混凝土透水材料样块喷涂5-6g，喷涂后立即使用100％碳酸高压气体对喷涂面进行吹拂，使表面达到常温速干硬化。

使用纳米重组后二氧化钛微粒子生产的透水道路光催化剂有以下优点：(1)重组后的微粒子接触底材的是磷灰石，而不是二氧化钛，从而解决了光催化剂分解有机底材的难题，扩大了光催化剂的使用领域。(2)磷灰石是接近人类生体组织的物质，重组后的纳米微粒子安全性更高。(3)重组后的纳米微粒子呈多空质状态而增加比表面积，加之纳米磷灰石本身就具有强吸附性，使用在透水道路空隙涂层后，大大提高透水道路的吸附性。(4)在可见光条件下二氧化钛纳米重组微粒子除具有氧化分解能力之外，同时具有强亲水功能，使透水道路空隙间达到自洁效果。(5)多孔质纳米微粒子具有白天见光分解晚上吸附的循环过程。

本发明在透水道路表层和空隙周围进行光催化剂成膜加工处理，在可见光环境下，光催化剂涂层具有分解和降解城市大气中有害物质(VOC、NOx、SOx等)、防污、自洁、强吸附性(活性炭的500倍)、提高负氧离子浓度等功能，防污自洁功能又提高了透水道路的透水率。多空质光催化剂涂层增加透水道路空隙的比表面积，提高了吸附性，为此形成夜间吸附，白天分解的循环过程。本发明除保留和提高了传统透水道路的功能之外，使透水道路又附有分解和降解大气有害物质的功能，可有效改善城市空气质量。根据城市大气实验效果演算，本方法施工制造的1000m²的功能性道路相当于74颗成年白杨的净化能力。

附图说明

图1是光触媒功能性道路材料结构图(1.光催化剂层2.透水道路表层3.二氧化钛微粒子4.矾土水泥5.光催化剂外层6.光催化剂道路接触层)

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例1

使用平均粒径3.5mm花岗岩碎石和沥青为原材料，混合加热后按透水混凝土道路施工要求制成长100mm×宽50mm×厚5mm、空隙率30％的沥青混凝土透水材料样块；按矾土水泥100、纳米重组二氧化钛60、硅砂粉200、弱酸性水(PH值＝4)80、减水剂2、无机树脂乳剂2的质量比制成光催化剂悬浮液；将制备的光催化剂悬浮液对沥青混凝土透水材料样块进行喷涂，每沥青混凝土透水材料样块喷涂5g，喷涂后立即使用100％碳酸高压气体对喷涂面进行吹拂，使表面达到常温速干硬化。

实施例2