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纳米二氧化钛在沥青路面中的综合应用

日期: 2021-02-02 浏览人数: 34 来源: 编辑:

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核心提示:纳米二氧化钛在沥青路面中的综合应用摘要:纳米二氧化钛可以很好地催化降解汽车尾气,并在一定程度上改善沥青路面的力学性能和耐
 纳米二氧化钛在沥青路面中的综合应用

 

摘要: 纳米二氧化钛可以很好地催化降解汽车尾气,并在一定程度上改善沥青路面的力学性能和耐久性。本文从以上两方面归纳了纳米二氧化钛在沥青和沥青混合料中的中的应用,最后对纳米二氧化钛在这两个研究方向的发展进行了展望。

  

    引言

 

随着科技的高速发展,汽车保有量呈不断增长的趋势,大量汽车排放出的尾气导致生态环境不断恶化,如何改善人类赖以生存的环境已经成为待解决的难题。光催化降解污染物由于其新颖性、能源消耗少、环境友好等特点逐渐成为处理工业污染的一项新课题。纳米二氧化钛就是一种新型的光催化剂,研究发现,纳米二氧化钛具有安全无毒、经济实惠、稳定性好等特点。

 

自1972年 fujishima a利用二氧化钛光催化电解水以来,关于纳米二氧化钛光催化剂的研究就开始逐步增多,利用纳米二氧化钛降解汽车尾气的研究也在逐步加深:日本在多孔路面中布纳米tio2粉末,取得了良好的汽车尾气净化效果长安大学沙受民[1]重点研究了分解尾气的路面材料、催化剂、添加剂等,开发出来能高效吸收分解尾气的矿物负载耦合型光催化材料,并自行研制了尾气测试评价系统;东南大学钱春香等人[2]通过在南京某收费站处铺设米二氧化钛试验路段,证明纳米二氧化钛能有效催化降解汽车尾气中氮氧化物。纳米二氧化钛除了作为光催化剂以外,也常作为种添加剂应用于沥青与沥青混合料中,它能提高沥青的抗老化性能,改善沥青混合料的部分力学性能等

 

1纳米二氧化钛在降解汽车尾气中的应用

 

 

1.2纳米二氧化钛对沥青的改性根据已有的关于填料与基体材料研究可知,颗粒填料对于提高复合材料的各项力学性能有显著影响[9]。纳米二氧化钛作为一种粒径极小比表面积很大的粉体填料,在改善沥青的弹性模量、屈服应力方面具有显著作用。因此,通过添加纳米二氧化钛,以及分散剂等进行二次改性[3[10]来获得优质沥青对于修筑经久耐用的沥青路面具有重大意义。

 

国内外对于沥青的评价指标有很多,但是由于改性剂的多样化而并未提出适合于纳米改性沥青的通用评价指标。目前,大多数学者仍然选用沥青的三大指标作为纳米改性沥青的评价指标,通过在不同温度下针入度、软化点以及延度的变化损失量米确定最佳的纳米氧化钛掺量。由于纳米颗粒在青中存在一个最大临界体积分数,大于该体积分数,复合材料的性质将发生不利于使用的变化,内此试验中采用的纳米二氧化钛掺量一般都控制在10%以下。

1.3纳米二氧化钛对沥青混合料性能的影响鉴于纳米粉体在沥青中的作用效果最终是通过沥青混合料的各项力学性能表现出来的,因此除了上述关于青三大指标试验外,众多研究者也测试了掺入米二氧化粉粒后,青混合料的)力学能指标。通过这些数据的变化规律,总结出纳米二氧化钛对沥青混合料性能的影响。由于研究中所采用的集料级配以及最佳油石比的不同,不同实验得出的实验数据也存在着偏差,本文现将有文献中各类试验结果归纳为表1,作为参考的依据。

 

 

   2结论

 

①纳米二氧化钛的能带不连续,在光照条件下能吸收能量发生电子跃迁,并形成空穴电子对,产生强活性的自由基和超氧例子等活性氧,可用催化降解汽车尾气,且其降解效果与光照条件、纳米二氧化钛掺量、纳米二氧化钛掺入方式,分散度以及其他掺入物有关利用以后可在开发能高效吸收分解尾气的矿物负载耦合型光催化材料以及研制尾气测试评价系统等方面深化。

 

②纳米改性沥青具有防御紫外线、辐射抵抗老化的性能,加入纳米二氧化钛之后,沥青常规试验(如软化点、针入度、延度的试验)的变化趋势具有一定的规律,沥青混合料的基木性能指标也均满足技术要求,对其路用性能的影响也可以通过调整纳米二氧化钛的掺量使得不利影响降到最低。

  

3展望

 

利用纳米二氧化钛催化分解汽车尾气以及改普沥青性能等方面的研究在我国尚处于初步阶段,以后可在激活纳米二氧化钛催化活性、选择良好载体、与其他材料联合降解空气污染物等方面加强研究。

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