[发明专利]一种道路护栏用净化汽车尾气的塑料母料及制备方法

说明书

本发明属于塑料母料的技术领域，提供了一种道路护栏用净化汽车尾气的塑料母料及制备方法。该方法利用富氮原料制得纳米级多孔石墨相氮化碳，然后与钛酸四丁酯、石墨烯气凝胶、硝酸/无水乙醇混合溶液、硼氢化钠、无水乙醇作为原料制得石墨烯气凝胶/二氧化钛/石墨相氮化碳固体粉末，经偶联剂处理后与线性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、助剂混合挤出造粒，制得道路护栏用净化汽车尾气的塑料母料。与传统方法相比，本发明的制备的塑料母料，不仅吸附性能好，而且具有良好的光催化活性和可见光利用率，利用该母料制备的道路护栏对汽车尾气的净化作用十分显著。

技术领域

本发明属于塑料母料的技术领域，提供了一种道路护栏用净化汽车尾气的塑料母料及制备方法。

背景技术

随着我国经济的快高速发展，我国人民生活水平不断提高，我国的汽车保有量快速增加，现今的社会汽车已成为不可或缺的交通工具，但汽车数量增加的同时，汽车尾气排放对环境造成的污染也越来越严重。汽车尾气的主要成分有CO、NO_x、SO₂等，其严重危害人们的身体健康和环境质量。据统计，中国大城市60%的CO、50%的NO_x、30%的碳氢化合物是由汽车排放尾气造成的。目前对汽车尾气污染的主要控制手段有机内控制和机外控制2种形式，其中机外净化主要以光催化降解的方法减少CO、NO_x的行含量。

纳米光催化材料以其良好的光催化活性、化学稳定性以及可循环利用性，被作为净化空气的新材料。目前普遍是将光催化材料二氧化钛以涂覆或掺入的添加方式应用于沥青路面材料中，形成可以降解汽车尾气的环保型沥青路面。但是，道路路面损耗大，所喷涂的光催化剂易随着磨损而脱落，不能长效地降解污染物，寿命较短。因此，研究具有光催化净化尾气的其他道路设施，如道路护栏等，受到人们关注。

光催化半导体材料中，石墨相氮化碳（g-C₃N₄）是一种典型的由非金属元素构成的聚合物半导体，其制备所需原料便宜易得，并且有较好的物理以及化学稳定性。同时，石墨相氮化碳禁带宽度为2.7eV，在可见光区有较好的吸收，这些特点使其成为一种应用前景广阔的新型光催化材料。然而，研究发现石墨相氮化碳光生电子空穴复合率高，导致其光催化活性降低，且吸附不足，影响净化效率，限制了其广泛的应用。

目前国内外在汽车尾气净化技术，尤其是光催化净化汽车尾气方面已取得了一定成效。其中 庞来学等人发明了一种具有光催化降解尾气排放物功能的沥青材料及其制备方法（中国发明专利申请号201610428106.0），此发明组分含量以重量百分比计为基质沥青60~80%、含钛和稀土高炉矿渣20~40%；此发明是利用在基质沥青中添加热处理后的含有TiO₂、Fe₂O₃、ZnO和V₂O₅的高炉矿渣制得，该沥青材料中的TiO₂、Fe₂O₃、ZnO和V₂O₅在太阳光下发生光催化作用，实现了催化氧化尾气中的一氧化碳、氮氧化物等的目的，起到降解尾气排放物净化大气的功能。另外， 李娣等人发明了一种净化尾气的功能复合型树脂铺装及其制备方法（中国发明专利申请号201610768858.1），为层状复合结构，由下到上分别设置有高浓度光催化树脂层和光催化剂碎石负载层。树脂材料与原路面粘结性能强、不易起皮剥落，提高光催化涂层的耐久性，同时为碎石层提供粘附承载功能；采用光催化剂碎石预裹附工艺，使光催化复合材料负载于碎石表面，与尾气充分接触，提高尾气降解效果。

可见，现有技术中的利用光催化技术进行净化汽车尾气时，存在光催化活性、吸附不足、效率不理想等缺点，另外，作为新型光催化材料的石墨相氮化碳，存在光生电子空穴复合率高，导致其光催化活性降低，且吸附不足，影响净化效率的问题。

发明内容