[发明专利]一种光催化水泥基材料

说明书

本发明提供一种光催化水泥基材料，该光催化水泥基材料，由水泥、光催化剂、分散剂、水按1∶(0.005‑0.08)∶0.001∶0.35的质量比混合得到；所述光催化剂由柱撑剂改性层状硅铝酸盐后，负载钛酸丁酯，经原位水解和煅烧得到。本发明通过在水泥中加入光催化剂，并复配分散剂，可使光催化剂能够在水泥中均匀分散，从而有效提高其光催化效果，且本发明采用阳离子柱撑剂对层状硅铝酸盐进行柱撑，扩大其层间域，然后，在层间引入钛酸丁酯，原位水解、煅烧得到的光催化剂，可实现二氧化钛在层间的均匀分布，解决了二氧化钛颗粒易团聚失活的问题，当将其用于制备光催化水泥基材料时，可进一步提高所制光催化水泥基材料的光催化效果，从而有效解决了空气污染问题。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种光催化水泥基材料。

背景技术

随着工业水平的快速发展，环境污染问题变得越来越严重，尤其是空气污染，汽车尾气，工业废气等危害健康，研究发现空气污染容易诱发癌症等严重疾病产生，已被正式列为“致癌物”之一，其危害程度已经超过了钚、紫外线辐射以及烟草烟雾等其他100种已知致癌物质。鉴于疾病成本估算,环境问题所造成的损失在每年经济损失中占比是国内生产总值的1.2％，在当前社会强调强力治理环境污染、建立环境保护市场化机制的背景下，研究如何防治环境污染、保护环境并改善人类生存的环境，降低各种疾病的发生几率成为了世界各国人民不可避免的问题。

水泥基材料作为目前应用最为广泛的的建筑材料，如道路、桥梁、建筑房屋外墙及屋顶、场馆、室外装饰等，长期接触光照，所以将二氧化钛光催化剂用于水泥基材料中，制得光催化水泥基材料，对降低城市空气污染具有重要的现实意义。目前对于光催化水泥基材料的研究主要是在水泥基材料拌合过程中加入二氧化钛粉体或用超声分散后加入，但该方法不易解决二氧化钛在水泥基材料中分散均匀，团聚的问题。还有研究将光催化机直接涂覆载水泥胶砂表面，最大化提高光催化效率，但该方法需要将二氧化钛与材料给表面相粘结，工艺较复杂，成本较高，易于造成二次污染。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种光催化水泥基材料，以解决现有光催化水泥基材料光催化效果差的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种光催化水泥基材料，由水泥、光催化剂、分散剂、水按1∶(0.005-0.08)∶0.001∶0.35的质量比混合得到；所述光催化剂由柱撑剂改性层状硅铝酸盐后，负载钛酸丁酯，经原位水解和煅烧得到。

可选地，所述光催化剂为由以下方法制得的光催化剂：

向一定质量分数的蒙脱石悬浮液中加入柱撑剂，进行蒙脱石柱撑反应，待所述蒙脱石柱撑反应结束后，过滤、干燥，得到柱撑蒙脱石；

将所述柱撑蒙脱石、无水乙醇、钛酸丁酯混合，进行原位水解反应，待所述原位水解反应结束后，过滤、干燥，然后，煅烧，得到光催化剂。

可选地，所述蒙脱石悬浮液的质量分数为10％；所述蒙脱石悬浮液中蒙脱石为天然蒙脱石，且所述蒙脱石的阳离子交换量为90～120mmol/100g。

可选地，所述柱撑剂为十六烷基三甲基溴化铵，或为十六烷基三甲基氯化铵。

可选地，所述柱撑剂的加入量为所述蒙脱石悬浮液中蒙脱石质量的15-40％。

可选地，所述蒙脱石柱撑反应的反应温度为60℃，反应时间为2h。

可选地，所述柱撑蒙脱石、所述无水乙醇、所述钛酸丁酯的质量比为1∶10∶2。

可选地，所述原位水解反应的反应时间为3h；所述煅烧的煅烧温度为400-800℃，煅烧时间为2h。

可选地，所述光催化剂在紫外光光强为0.523mW/cm²下照射120min时，对20mg/L的亚甲基蓝的降解率大于90％。