（综述）光催化水泥溷凝土的研究进展.doc

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1、光催化水泥混凝土的研究进展摘要：关键词光催化；负载；水泥；混凝土光催化剂TiO2应用于建筑材料在近十年得到了迅速的发展，TiCh应用于建筑材料主要有两种方式：其一是TiCh粉末与建筑材料直接机械混合，其二是将TiO2固定在建筑材料上。TiO2固定化技术屮具有代表性的载体包括玻璃、活性碳纤维、纸、陶瓷、胶凝材料等，在这些材料屮，水泥基材料如水泥和混凝土因为其强的粘结性能和多孔结构获得了极大的关注［切。光催化水泥混凝土具有广泛的发展前景是因为TiCh既可以作为光催化材料，同吋又可以作为结构材料，TiCh粉末与水泥混凝土混合不会改变它们

2、的原始性能。水泥混凝土表面负载TiO2可以给其提供抗菌、自清洁和净化气体等功能，而且光催化过程屮只需要阳光即可，光催化反应的产物无毒尢害，不会引起二次污染，负载在水泥混凝土表面的最终产物可以直接用雨水冲刷走。1TiO2负载方式国内外对于TiO2在光催化水泥混凝土屮的研究多半采用机械混合的方法，可以是TiCh干粉末直接与水泥混凝土混合，也可以是TiCh悬浮液与水泥混凝土混合，但是使用该方法大部分TiO2会在水泥水化过程屮被水泥色裹，影响其与太阳光和污染物的直接接触，作为路而材料，一定深度处水泥混凝土小的TiO2由于不能发挥光催化活性

3、而造成浪费⑶。所以将TiO2固定在水泥混凝土表面能提高TiCh的利用率，负载的方式多种多样。(1)溶胶凝胶法。该方法主要分为3个步骤：制备溶胶■凝胶溶液、喷涂或浸渍基质和干燥焙烧基质成膜。研究多采用杲内醇钛、四乙氧基钛为TiO2前驱体，乙醇、异内醇为溶剂，盐酸、硝酸、醋酸等酸味催化剂的水解体系，AnitaRachel等描述了溶胶凝胶法的三种具体方法⑷,溶胶凝胶法的特点是TiCb与载体基底结合力较强，不容易脱落；控制焙烧温度可得到所需晶相的TiO2oA.MauryRamirez等⑸使用溶胶凝胶法制成了载TiCh胶凝材料用来降解甲苯。

4、但是该方法溶胶凝胶溶液的制备过程复杂且不易制得，比较费时。(2)浸泡法。首先配置一定浓度的TiCh浆液，称取一定量的TiO?溶于蒸锚水屮，加入一定量的表面活性剂十二烷基硫酸钠起分散作用，然后将溶液超声分散40min制成纳米TiO2的水性浆液。最后将水泥砂浆试块置于浆液屮浸泡一定吋间，于烘箱屮烘干即可在水泥砂浆表面负载一层TiO2c赵联芳⑹采用浸泡负载的方法制得表面负载TiO2的水泥砂浆对NO?有很明显的的降解效果。（3）喷洒法。首先配置一定浓度的TiO?浆液，称取一定量的TiO?溶于蒸锚水屮，加入一定量的表而活性剂十二烷基硫酸钠起

5、分散作用，然后将溶液超声分散40min制成纳米TiCh的水性浆液。将一定量的浆液喷洒于水泥砂浆块表面，渗透一定吋间，于烘箱屮烘干即可在水泥砂浆表面负载一层TiO2c赵联芳⑹采用喷洒的方法与浸泡负载的方法进行对比，得出其对NO?的降解效果均佳。MengChen等⑺将TiO2和活性炭混合将其喷洒在水泥表面，用来降解NO*有很好的催化活性。（4）水泥负载法。即负载层是含TiCh的水泥，该负载层'I'TiO2占水泥的含量可以很大，该方法与机械混合相比水泥基体屮不含TiO2,可以减少TiCh的浪费，而且负载层与基体的粘附性很好，抗磨损性能很

6、强，不过跟别的表面负载方法相比，TiO?在水泥表面的分布量还是较少的。MaroaM.Hassan等⑻则是用该方法制得了光催化混凝土用来降解NOo表面负载TiCh虽然可以提高TiCh在表而的分布量，减少其浪费，但是这些负载技术尤其是浸泡法和喷洒法其负载层与载体的粘附性较差，使得光催化水泥呈现出较差的耐久性和较差的抗磨损性能，先将水泥块在粘结剂里面浸泡一段时间，然后再浸泡在TiCh浆液屮也许可以提高负载层与基体的粘附性。国内外对负载技术的研究H前来说较少、较浅，所以应进一步深入研究TiCh在水泥混凝土表面的负载技术。2光催化水泥混凝土

7、的应用及其性能光催化水泥已经在部分国家有过实际应用，1997年，日本首次制成了光催化混凝土铺路砖用于降解汽车尾气［9］；1998年，具有口清洁功能的光催化白水泥用于建设罗马教堂“DiveinMiscricordia",经过六年Z后发现白水泥外表而和内部的亮度相比只有一点点变化；2000年，光催化白水泥用于建设法国CitedelaMusiqueinChambery,经过5年之后发现该建筑表面颜色基本保持初始颜色不变2006年，在意大利贝加莫进行了路面改造项H，铺设了500m长的光催化混凝土路面，活性表面积占地12000m2,结果证明

8、其对NO*的降解效率达45%口。2007年，在意大利和比利吋的试点项H表明光催化水泥的空气净化效果很好［囚。意大利米兰市在道路上铺设掺有TiCh的混凝土路面材料，经过数月分析计算，废气污染降低了60%〜70%,日木藤［□公司等制成TiCh光催化水泥