[发明专利]一种可见光响应的改性光催化透水混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可见光响应的改性光催化透水混凝土及其制备方法。该透水混凝土的光催化剂由尿素与邻氨基苯甲腈共聚合改性制得，增强了光催化剂对可见光的光谱响应范围。本发明的光催化透水混凝土按重量百分比计，其原料组成为：水泥15～20％，水5～8％，粗骨料70～75％，减水剂0.1～0.3％，改性光催化剂0.5～3％，粉煤灰4～6％；所用光催化剂可通过表面涂覆、掺入、浸泡三种方式负载于透水混凝土。本发明制备的光催化剂透水混凝土不仅具有良好的透水性能，而且对有机污染物有良好的光催化降解效果，这种透水、自净混凝土对解决城市内涝，减少地面径流对地下水污染，缓解城市热岛效益具有重要作用。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种可见光响应的改性光催化透水混凝土及其制备方法。

背景技术

随着社会经济的发展和城市建设进程的加快，现代城市的地表逐步被钢筋混凝土的房屋建筑和不透水的路面所覆盖，雨水无法通过下渗进入地下水，这使得城市热岛现象和雨天出现内涝现象加剧。为此，透水混凝土路面能通过多空隙结构增加雨水的下渗，增加空气湿度，能够有效解决城市的热岛效应和内涝问题。

但由于空气和地表都含有多种有机污染物，空气中的有机污染物会通过降雨落在地面上，同地面污染物一同随地表径流进入江河湖泊或通过透水混凝土路面渗入到地下水，对环境造成污染。光催化技术因其操作简单、绿色环保等优点在解决环境污染问题上已显示出巨大的潜力。在目前的非均相光催化中，金属光催化剂TiO₂仅对紫外吸收，这极大地限制了它们的实际应用。类石墨相氮化碳作为一种新型的可见光响应的光催化剂，由于其优异的化学性质与良好的稳定性及经济环保特性，使其在光催化有机降解领域有着巨大的应用潜力。但通过高温煅烧制备的氮化碳比表面积小，结晶度不高，影响了其光催化的效果。国内外学者通过多种途径提高氮化碳的光催化能力，但不同改性剂对氮化碳的光催化效果及其化学稳定性差异极大。因此，开发和利用市场价格低廉的物料来制备改性氮化碳光催化剂，进一步提高其光催化性能已成为当前亟需解决的问题。

本发明用廉价易得原料制备碳化氮光催化剂，并对其进行共聚合改性，将改性光催化剂负载在透水混凝土上，制备具有优良可见光催化性能和透水性能的光催化透水混凝土，不仅可利用可见光对表面附着的有机污染物进行催化降解，还可凭借其自身的透水性能对流经透水混凝土的径流水起到有效的净化作用，这不仅解决了城市的热岛效应和内涝问题，而且也对地表径流进行了净化，避免了地下水的污染，这对推广海绵城市建设具有重要作用。

发明内容

(一)解决的技术问题

为了解决以上问题，本发明提供的一种光催化效率高的改性光催化剂，催化效率高且对可见光响应，将其负载于透水混凝土表面，得到的一种可见光响应的改性光催化透水混凝土及其制备方法，可以达到混凝土的透水与光催化降解污染物双重功效。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可见光响应的改性光催化透水混凝土，制备该改性光催化透水混凝土的原材料按重量百分比计，包含以下原料组分：

水泥15～20％水5～8％粗骨料70～75％

减水剂0.1～0.3％改性光催化剂0.5～3％粉煤灰4～6％；

优选地，水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，

优选地，粗骨料为粒径5-10毫米的石子，

优选地，减水剂为高性能聚羧酸减水剂，

优选地，粉煤灰为I级粉煤灰。

优选地，改性光催化剂为以尿素为原料，与邻氨基苯甲腈共聚合改性制得。

邻氨基苯甲腈改性氮化碳光催化剂的制备步骤如下：