纳米TiO2光催化技术及其在降解汽车尾气中的应用

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1、纳米TiO。光催化技术及其在降解汽车尾气中的应用／谢杰光等·141·纳米TiO2光催化技术及其在降解汽车尾气中的应用谢杰光，匡亚川(中南大学土木T程学院，长沙410075)摘要介绍了纳米TiOz光催化技术及其降解汽车尾气的机理；总结了自降解汽车尾气路面的制备工艺，汽车尾气测试评价系统的研究现状，分析了汽车尾气降解效率及其主要影响因素；综述了纳米TiOz基路面的基本性能及其自降解汽车尾气路面的应用现状；分析了纳米TiO基路面存在的一些问题和发展的趋势，并且指出了需进一步研究的方向。关键词纳米TiOz光催化技术路面材料汽车尾气降解P

2、h0t0catalysisTechnologyofNano-TiO2andItsApplicationinPh0t0degradati0nofAutomobileExhaustXIEJieguang。KUANGYachuan(SchoolofCivilEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410075)AbstractFirstly，photocatalysistechnologyofnano-Ti02anditsmechanismthatdegradesautomobileexh

3、austareintroduced．Secondly，thepreparationtechnologyofthisroadmaterialsthatnano-Ti02immobilizedonandre—searchstatusoftheevaluationsystemusedintestingautomobileemissionsaresummedup．Atthesametime．itsdegradationefficiencyandmaininfluencefactorsareanalyzed．Thirdly，thebasi

4、cperformanceandapplicationstatusaboutroadloadingnancrTiO2aregiven．Atlast，theproblemsexistinginthetechnologiesofnano~TiOeinphotodegra—dationofautomobileexhaustareanalyzedandthedirectionoffurtherresearchiSsuggested．Keywordsnano-Ti02，photocatalytictechnology，roadsurface

5、materials，automobileexhaust，degradation起植物受损。因此在倡导低碳城市建设的今天，发展绿色建0引言筑材料来保护城市环境，减少空气污染，才能为人们提供健随着经济的快速发展，物质文明不断提高的同时，人类康、适用和高效的空间，以及与自然和谐共存的建筑。而随赖以生存的环境正遭受越来越严重的污染，其中大气污染是着纳米技术不断走向成熟，把纳米材料用于环保领域已经成主要的形式之一。环境保护部目前发布《中国机动车污染防为社会关注的热点。以纳米TiO为代表的光催化材料因具治年报(2010年度)》，首次公布了我

6、国机动车污染物排放情有无毒、催化活性高、氧化能力强、稳定性好等优点而应用于况。报告显示，2009年我国首次成为世界汽车产销第一大低浓度废水处理、贵金属回收、空气净化、涂料表面自洁等领国，机动车尾气排放成为我国大中城市空气污染的主要来域E2-43。近年来，许多学者对路面材料负载纳米TiO光催化源。2009年全国机动车排放污染物5143．3万t；环境监测显降解汽车尾气进行了一系列的研究，并成功应用于实际工程示，全国113个环保重点城市中1／3的城市空气质量不达中，取得了相当好的效果。标。汽车尾气中NO、C0、SO、HC等有害气体严重

7、地威胁1纳米TiO2光催化技术着人类的身体健康。氮氧化物中对人体健康危害最大的是N0，它主要是破坏呼吸系统，可引起支气管炎和肺气肿。1972年，Fujishima和Hondat_5发现了TiO2电极在光人在100mg／INO2的大气中停留1h或在400mg／LNO中催化作用下可以使水发生分解，标志着对TiO光催化材料停留5min就会死亡。当NO浓度较大时对人体的毒性很的研究进入了一个崭新的时代。日本是较早开展光催化材大，它可与血液中血红蛋白结合成亚硝酸基血红蛋白或高铁料研究的国家，其应用技术水平在世界处于领先的地位。国血红蛋白，

8、从而降低血液输氧能力，引起组织缺氧，甚至损害内从20世纪9O年代开始，光催化材料的理论和应用研究取中枢神经系统，No对血红蛋白的亲和力是CO的1400倍，得了长足的进步。近年来，各国学者围绕高催化活性纳米氧的3O万倍_】]。N0和NO还能抑制植物的光合作用，引T