[发明专利]一种纳米改性光催化自洁净混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及建筑材料工程技术，旨在提供一种纳米改性光催化自洁净混凝土及其制备方法。该混凝土由位于中层的水泥浆体和位于上下两层的混凝土基材经荷载加压和养护干燥后形成；其中，水泥浆体是由下述重量份的各组分混合而成：水泥92.5～97.5份、掺氮纳米TiO2粉体2.5～7.5份、减水剂0.5～1.5份、水20～30份；混凝土基材是由下述重量份的各组分混合而成：水泥100份、细骨料100～130份、粗骨料100～120份、减水剂0.5～2.5份、水30～40份。本发明可有效减小TiO2的禁带宽度，提高对可见光的响应波长和光催化性能。能有效的解决传统光催化混凝土内掺法或表面涂覆法存在的纳米颗粒团聚、均匀性差、光催化性能不佳的主要问题，光催化性能大大提升。表面粗糙度极小，提高光催化持续性，具备自洁净功能。

技术领域

本发明涉及建筑材料工程技术领域，具体涉及一种纳米改性光催化自洁净混凝土及其制备方法。

背景技术

随着社会经济的不断发展，大气污染问题已成为人类密切关注的主要问题之一。汽车尾气作为大气污染的主要原因，其污染控制随汽车数量的持续增加变得日益严峻，尾气排放总量相当巨大，如何有效控制因汽车尾气造成的大气污染已成为行业内高度重视的技术领域。

研究表明，利用TiO2光催化反应原理可有效实现消除与降解大气污染物的目的，粒径小于15nm的TiO2颗粒具有明显的表面效应与量子效应，在光作用下具有超常的氧化还原能力，具有优异的光催化性能。同时纳米TiO2的晶型结构、表面形貌、比表面积及化学位势等因素都直接影响其光催化性能，对纳米TiO2进行掺氮处理，不仅可大大提高TiO2的光催化效率，也可拓展其光响应波长，大幅度提高光催化性能。

一般汽车尾气的排放区间在0.3m～2m之间，利用光催化技术制备高持续性光催化路面混凝土，以水泥混凝土作为纳米TiO2的光催化载体，利用TiO2的光催化活性吸收汽车尾气中的氮氧化物、SO2等有害物质，使其转化为硝酸、硫酸等，是实现汽车尾气无污染化处理的一项重要技术手段。目前国内外对TiO2在混凝土中的应用分以下两种：①通过内掺法在混凝土中引入纳米TiO2，此方法存在纳米颗粒团聚、纳米颗粒浪费、光催化性能差等主要缺陷。②在已成型的混凝土基材表面进行喷洒处理，使纳米TiO2颗粒附着于混凝土内部空隙表面，此方法可有效减少纳米颗粒浪费，但高密实混凝土材料载体表面光催化剂与污染空气的接触面积小，接触时间短，引起混凝土材料光催化效率低，持续性差等问题。

尽管光催化混凝土开始被越来越多的研究者所关注，但在实际制备过程中依然存在许多难以解决的问题，其中最主要的是光催化活性持续时间较短，导致其利用价值低，难以形成良好的经济效益，严重制约光催化混凝土的技术推广，这是由于传统混凝土表面粗糙，灰尘及降解产物容易将催化剂覆盖，使其无法充分暴露在气体与阳光下，不定时清理很难持续发挥其光催化性能，因此，如何提高混凝土表面平整度，开发出一种自洁净性能优异的光催化混凝土是提高光催化持续性的一项重要技术手段。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种纳米改性光催化自洁净混凝土及其制备方法。本发明可有效分解混凝土表面具有恶臭的物质、病毒、细菌等，吸收空气中特别是汽车排放的大气污染物，大大提高混凝土的光催化效率和光催化持续性。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种纳米改性光催化自洁净混凝土，该混凝土由位于中层的水泥浆体和位于上下两层的混凝土基材经荷载加压和养护干燥后形成；其中，