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一種光催化材料對PM25降解效果的評價裝置及評價方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201610391113.8

申請日:

2016.06.03

公開號:

CN106257277A

公開日:

2016.12.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G01N 33/00申請日:20160603|||公開
IPC分類號: G01N33/00 主分類號: G01N33/00
申請人: 北京建筑大學
發明人: 徐世法; 許鷹; 索智; 柴林林; 段文志; 王春明; 謝永清; 季節
地址: 100044 北京市西城區展覽館路1號
優先權:
專利代理機構: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367 代理人: 孫海波;郭平平
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201610391113.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.03.27|||2017.01.25|||2016.12.28

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種光催化材料對PM2.5降解效果的評價裝置,包括氣體反應室、混合壓縮氣體產生裝置、氣體分析儀,其中,所述氣體反應室采用無色透明材料制成。本發明還提供一種采用所述評價裝置對光催化材料對大氣中有害氣體降解效果的評價方法,其項氣體反應室內通入混合氣體,并在氣體達到穩定之前,將氣體反應室用不透光罩遮住,通過控制流量計流量控制出口氣體濃度;待達到所需氣體濃度后,撤掉不透光罩,開始監測并記錄氣體反應室內濃度變化,監測過程中持續通入氣體,并持續監測并記錄光照強度;待反應室內氣體穩定后停止監測;計算光催化材料對有害氣體的降解效能。該評價裝置可真是模擬路面真是狀態,評價結果更為接近真實情況。

權利要求書

1.一種光催化材料對PM2.5降解效果的評價裝置,包括氣體反應室、混合壓縮氣體產生
裝置、氣體分析儀,其中,所述氣體反應室采用無色透明材料制成。
2.如權利要求1所述的評價裝置,其特征在于:所述氣體反應室的一個側面中線上設有
兩個及以上數量的檢測孔。
3.如權利要求2所述的評價裝置,其特征在于:所述氣體反應室的一個側面中線上距實
驗試件高度為50mm、500mm、1000mm和1500mm四個高度處分別有四個檢測孔。
4.如權利要求3所述的評價裝置,其特征在于:所述氣體反應室的另一個與設有檢測孔
的側面相對的側面中線上設有氣壓調節孔。
5.如權利要求4所述的評價裝置,其特征在于:所述氣體反應室的另一個與設有檢測孔
的側面相對的側面中線上距實驗試件為250mm和750mm高度處有兩個氣壓調節孔。
6.如權利要求5所述的評價裝置,其特征在于:所述氣體分析儀為可移動式環境痕量氣
體分析儀。
7.如權利要求6所述的評價裝置,其特征在于:在氣體反應室頂面設有進氣孔。
8.一種采用如權利要求1-7中任一項所述的評價裝置的光催化材料對大氣中有害氣體
降解效果的評價方法,按照先后順序包括以下步驟:
步驟一:制備含光催化材料的車轍板;
步驟二:將制備好的車轍板放在氣體反應室內;
步驟三:將氣體反應室用不透光罩遮住,通入混合氣體,通過實時監測系統監測氣體反
應室內氣體濃度,通過控制流量計流量控制出口氣體濃度;
步驟四:待達到所需氣體濃度后,撤掉不透光罩,開始監測并記錄氣體反應室內濃度變
化,監測過程中持續通入氣體,并持續監測并記錄光照強度;
步驟五:待反應室內氣體穩定后停止監測;
步驟六:對監測數據進行處理,計算光催化材料對有害氣體的降解效能。
9.如權利要求8所述的評價方法,其特征在于:所述含光催化材料的車轍板試件通過如
下方法制備:將制備好的含有二氧化鈦基光催化材料的封層材料均勻的涂覆到車轍板上,
自然晾干即可。
10.如權利要求9所述的評價方法,其特征在于:所述降解效能為氣體初始濃度與穩定
后濃度之差,再與初始濃度之比的百分數,降解效能×
100%,其中,所述氣體初始濃度穩定值為在氣體反應室被遮光布裹覆時,將混合氣體通入氣
體反應室后氣體保持均勻穩定的狀態下所測定的氣體濃度值;所述降解后穩定濃度為將遮
光布取走,在光照條件下持續降解一段時間后,同一檢測孔處的氣體濃度平穩或者變化較
小的狀態下的氣體濃度值。

說明書

一種光催化材料對PM2.5降解效果的評價裝置及評價方法

技術領域

本發明屬于道路材料工程技術領域,涉及瀝青混合料對PM2.5中有害氣體降解效
果的評價技術,尤其涉及一種光催化材料對PM2.5降解效果的評價裝置及評價方法。

背景技術

PM2.5顆粒中含有豐富的SO42‐,、N03‐、CI‐、Na+、K+、NH4+、Cu+、Fe+和CO等。有害氣體能
二次轉化形成SO42‐,、N03‐和NH4+。隨著交通運輸業的快速建設與高速發展,機動車使人們的
生活更加便利,但是,汽車尾氣卻成為了空氣中PM2.5的主要來源之一,不僅破壞著生態環
境,更威脅著身體健康。機動車尾氣中含有大量的有害物質,包括一氧化碳(CO),碳氫化合
物(HC)和氮氧化合物以及固體懸浮顆粒等。據統計,中國大城市中30%的碳氫化合物,50%
的氮氧化合物以及60%的一氧化碳均來源于汽車尾氣的排放。為了減少汽車尾氣對生態環
境以及人類健康的威脅,人們展開了各種對汽車尾氣進行降解的研究。由于瀝青路面為主
要的路面形式,是機動車的主要載體,因此近年有研究者嘗試將具有催化分解有害氣體的
光催化材料應用到瀝青混合料,對汽車尾氣中的有毒物質進行降解。

譚憶秋等人在《可降解汽車尾氣材料在瀝青路面中的應用性能評價》(中國公路學
報,2010年11月,第23卷,第6期,第21-27頁)中研究了將催化材料Tio2以涂覆和摻入兩種方
式應用于瀝青混合料中形成可降解汽車尾氣的瀝青路面,并提出一套評價降解能力的方
法。但是該評價方法中采用紫外燈模擬光照,未使用自然光照,與路面實際的開放性空間狀
態差異較大。

若在瀝青混合料中應用納米二氧化鈦基降解材料可實現對汽車尾氣的降解功能,
因此有必要開發一種模擬光催化材料對PM2.5降解效果的評價裝置及其評價方法。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題,本發明提供一種光催化材料對PM2.5降解效果的
評價裝置及其評價方法,其目的是:基于評價裝置,結合自然光照,含光催化材料的車轍板
試件和ZTD-A1型可移動式環境痕量氣體分析儀等模擬添加光催化材料的瀝青混合料對有
害氣體的降解效果,提出評價指標,間接評價光催化材料對PM2.5降解效果。

為實現上述目的,本發明采用的技術方案是:一種光催化材料對PM2.5降解效果的
評價裝置,包括氣體反應室、混合壓縮氣體產生裝置、氣體分析儀,其中,所述氣體反應室采
用無色透明材料制成。所述混合壓縮氣體產生裝置用于混合壓縮氣體及提供壓縮氣體;所
述壓縮氣體在所述氣體反應室內,在試件及自然光的作用下,被降解成沒有任何污染和危
害的二氧化碳和水。所述氣體反應室采用無色透明材料制成,在室外條件下,可直接利用自
然光照進行實驗,與路面實際狀態接近。

優選的是,所述氣體反應室的一個側面中線上設有兩個及以上數量的檢測孔。檢
測孔的設置,更加真實地模擬了路面實際的開放性空間狀態,使得獲得的結果更接近真實
應用。

上述任一方案優選的是,所述氣體反應室的一個側面中線上距實驗試件高度為
50mm、500mm、1000mm和1500mm四個高度處分別有四個檢測孔。檢測距離試件不同高度處的
氣體,更全面、準確地評價含有光催化材料的試件對氣體的降解效果。有害氣體一般集中在
路面以上五米范圍內,在1.5米高度以上濃度很低,所以為試驗方便,在實驗設備不過分巨
大的條件下,選取這四個高度進行濃度監測。

上述任一方案優選的是,所述氣體反應室的另一個與設有檢測孔的側面相對的側
面中線上設有氣壓調節孔。氣壓調節孔一直處于開放狀態,使得氣體反應室處于開放狀態,
真實模擬路面情況,且在進行試驗時,可通過所述氣壓調節孔調節箱內外氣壓,使其保持一
致,防止有機玻璃爆裂。如果氣體反應室是密閉的,所以通入氣體,氣體各成分溶度都比實
際路面情況要高很多,與實際情況不符。

上述任一方案優選的是,所述氣體反應室的另一個與設有檢測孔的側面相對的側
面中線上距實驗試件為250mm和750mm高度處有兩個氣壓調節孔。氣壓調節孔設置在這樣高
度,可以調節進入氣體反應室的氣壓,且,可以使氣體反應室下部氣體流動更加接近路面情
況。

上述任一方案優選的是,所述氣體分析儀為可移動式環境痕量氣體分析儀。采用
可移動式環境痕量氣體分析儀可以實時監測氣體反應室內NOx、CO氣體濃度情況,自動記錄
數據。

上述任一方案優選的是,在氣體反應室頂面設有進氣孔。

上述任一方案優選的是,所述進氣孔設在所述氣體反應室頂面距兩側邊距離
200mm處。進氣孔設在頂部能讓氣體充分混合后再降到底部。需要進行更加復雜的試驗時,
其中一個進氣孔孔既可以作為預留孔,又可以通入指定氣體。

上述任一方案優選的是,所述檢測孔、氣壓調節孔和進氣孔的直徑為20mm,以便于
控制氣體流量,使得氣體通入氣體反應室時速度適中,便于試驗,貼合實際。

上述任一方案優選的是,所述氣體反應室包括試件支架,所述試件支架布置在所
述氣體反應室底部。

上述任一方案優選的是,所述氣體反應室包括紫外燈,所述紫外燈通過連接件與
所述氣體反應室頂部連接。紫外燈使得在室內條件下,可以模擬光照。

上述任一方案優選的是,所述紫外燈為五個,且可分別控制的紫外線燈管。一個紫
外線燈管對應一個開關,分開關控制紫外線燈可以調節紫外線強度,能測量不同紫外線強
度條件下的影響。

上述任一方案優選的是,所述氣體反應室還包括紫外燈罩,所述紫外燈罩布置于
所述紫外燈上方,所述紫外燈固定連接在所述紫外燈罩下方,所述紫外燈罩通過燈罩連接
桿與所述氣體反應室頂部連接。

上述任一方案優選的是,所述燈罩連接桿可上下移動,從而帶動紫外燈及紫外燈
罩上下移動,從而模擬不同的紫外光強度。

上述任一方案優選的是,所述紫外燈罩由無色透明材料制成。燈罩設成透明的材
質,使得紫外光能夠覆蓋所述氣體反應室內的氣體,從而更加真實地模擬室外光照條件。

上述任一方案優選的是,所述氣體反應室和紫外燈罩由無色透明有機玻璃材料制
成。有機玻璃材質具有極好的透光性能,可透過92%以上的太陽光,紫外線達70%以上,且
機械強度較高。

上述任一方案優選的是,所述氣體反應室為長方體,其尺寸可根據實際模擬情況
選擇,優選的是,氣體反應室的長為650mm,寬為650mm,高度為1600mm。

上述任一方案優選的是,所述氣體反應室下部設有可活動門,通過該可活動門,可
將試件放入所述氣體反應室內的試件支架上。

上述任一方案優選的是,所述可活動門設在所述氣體反應室的無孔側面。

上述任一方案優選的是,所述可活動門設在所述氣體反應室的無孔側面距底面高
度100mm處。

上述任一方案優選的是,所述可活動門寬度×高度為:650mm×500mm。

上述任一方案優選的是,所述可活動門處由橡膠墊和螺栓封閉,密封性良好。

上述任一方案優選的是,所述混合壓縮氣體產生裝置與所述氣體反應室的進氣孔
通過耐壓管道連接。

上述任一方案優選的是,所述耐壓管道上設置氣體流量計,可很好控制所述混合
壓縮氣體通入所述氣體反應室的流量,保證反應室氣體穩定。

上述任一方案優選的是,所述混合壓縮氣體產生裝置由氣泵、帶有壓力表的儲存
氣體鋼瓶、耐腐蝕軟管、連接閥組成。高純度氣體和空氣按一定比例通過軟管流入三通型連
接閥進行混合,使得某一單一控制氣體達到空氣中氣體濃度,氣體混合均勻之后即通入氣
體反應室,不會出現分層現象。所采用耐腐蝕軟管不僅抗腐蝕,而且抗壓,試驗需要通入有
害氣體,所以要抗腐蝕,為了讓氣體通入時順利,不被阻礙,軟管也要抗壓。

上述任一方案優選的是,所述混合壓縮氣體包含CO、NOx中一種與空氣的混合氣
體。

上述任一方案優選的是,所述試件為車轍板試件。

上述任一方案優選的是,所述車轍板試件用標準輪碾成型機碾壓成型,長、寬、高
的尺寸分別為30cm×30cm×5cm。實驗前,將制備好的含光催化材料的封層材料涂覆到均勻
的涂覆到車轍板上,自然晾干后,即可將試件放入氣體反應室進行檢測。為更大程度的模擬
室外環境,在實驗過程中將反應容器放在太陽光照射的條件下,并且記錄實驗過程中的光
照強度。

上述任一方案優選的是,所述氣體反應室底部設有底座,可很好的移動和固定。

上述任一方案優選的是,所有設孔處均采用球閥控制開關,氣密性良好。

另一方面,本發明提供一種采用上述評價裝置的光催化材料對PM2.5降解效果的
評價方法,按照先后順序包括以下步驟:

步驟一:制備含光催化材料的車轍板;

步驟二:將制備好的車轍板放在氣體反應室內;

步驟三:將氣體反應室用不透光罩遮住,通入混合氣體,通過實時監測系統監測氣
體反應室內氣體濃度,通過控制流量計流量控制出口氣體濃度;

步驟四:待達到所需氣體濃度后,撤掉不透光罩,開始監測并記錄氣體反應室內濃
度變化,監測過程中持續通入氣體,并持續監測并記錄光照強度;

步驟五:待反應室內氣體穩定后停止監測;

步驟六:對監測數據進行處理,計算光催化材料對有害氣體的降解效能。

優選的是,所述含光催化材料的車轍板試件通過如下方法制備:將制備好的含有
二氧化鈦基光催化材料的封層材料均勻的涂覆到車轍板上,自然晾干即可。

上述任一方案優選的是,所述降解效能為氣體初始濃度與穩定后濃度之差,再與
初始濃度之比的百分數,降解效能其中,所述氣體
初始濃度為在氣體反應室被遮光布裹覆時,將混合氣體通入氣體反應室后氣體保持均勻穩
定的狀態下所測定的氣體濃度值。所述降解后穩定濃度為將遮光布取走,在光照條件下持
續降解一段時間后,同一檢測孔處的氣體濃度平穩或者變化較小的狀態下的氣體濃度值。

上述任一方案優選的是,所述車轍板試件為長方形或正方形,根據實際模擬情況
設計尺寸。

上述任一方案優選的是,所述車轍板試件長度為300mm,寬為300mm,高為50mm。

上述任一方案優選的是,所述二氧化鈦基光催化材料的添加量為封層材料的1%
~4%。

上述任一方案優選的是,所述光催化材料對PM2.5降解效果的評價方法,具體按照
先后順序包括以下步驟:

(1)將涂有二氧化鈦基光催化材料的車轍板放在氣體反應室的試件支架上,并通
過緊固件將可活動門與氣體反應室本體連接,保證可活動門處氣密性,并采用不透光的幕
布將所述氣體反應室遮住,將痕量氣體分析儀與檢測口處相連;采用不透光幕布遮住氣體
反應室,可以保證試驗前氣體不發生反應且達到穩定狀態。

(2)調節氣體反應裝置,控制混合氣體流入所述氣體反應室的流速,通過所述痕量
氣體分析儀實時檢測氣體反應室內部氣體濃度變化,當達到需要的氣體濃度時保持流速不
變;

(3)待所述氣體反應室內氣體濃度穩定,保持流速并撤掉不透光幕布或控制打開
所述紫外燈,使氣體反應室暴露在光照條件中或紫外光中,并每隔10min記錄一次光照強度
的變化,并每分鐘記錄一次氣體濃度。氣體反應室完全暴漏在太陽光下,可很好的檢測真實
光照對反應室內氣體的濃度影響,并采用光照強度儀檢測空氣中紫外強度;

(4)持續檢測內部氣體變化,當反應室內同一檢測口處氣體濃度達到穩定或變化
很小后停止檢測,記錄數據,并通過更換檢測口,對距路面不同高度的濃度變化進行檢測。

上述任一方案中優選的是,所述步驟(2)中氣流速度采用氣體流量計控制,根據檢
測結果實時調節氣體流量,達到所需濃度后,檢測過程中保持氣體流量不變。

上述任一方案中優選的是,所述步驟(4)氣體濃度達到穩定,指通過檢測儀檢測反
應室內氣體濃度基本處于穩定狀態,通過試驗發現檢測時間在40min左右,本發明規定試驗
時間不小于1h。

本發明提供的一種模擬光催化材料對PM2.5降解效果的評價裝置及其評價方法,
簡單易懂,評價結果準確,與真實路面對汽車尾氣的降解情況相符合,提出的評價指標降解
效能可有效評價二氧化鈦基光催化材料對空氣PM2.5中NOX及CO等氣體降解效果。

本發明對一種模擬光催化材料對PM2.5降解效果的評價裝置及評價方法,氣體反
應室處于開放狀態,試驗過程可使用自然光照,模擬路面實際的開放性空間狀態,并且采用
氣體痕量分析儀檢測氣體反應室不同高度的氣體濃度,并提出降解效能來評價光催化材料
對PM2.5的降解效果,評價結果更為接近真是情況。

該評價裝置及評價方法,可適用于添加任何光催化材料(如光催化材料)的任何瀝
青路面對大氣中有害氣體(如汽車尾氣中的CO、NOx)降解效果的評價。

附圖說明

圖1為按照本發明的一種光催化材料對PM2.5降解效果的評價裝置的一優選實施
例示意圖;

圖中標注說明:1—ZTD-A1型可移動式環境痕量氣體分析儀,2—混合氣體產生裝
置,3—耐壓管道,4—檢測孔,5—進氣孔,6—檢測試件,7—試件支架,8—紫外燈管,9—燈
罩,10—側門蓋,11—電源線,12—氣體反應室,13—氣壓調節孔。

具體實施方式

為了更清楚、正確地了解本發明的發明內容,下面將結合附圖及具體實施例對本
發明的發明內容做進一步的闡述。

實施例1

一種光催化材料對大氣中有害氣體的降解效果的評價裝置,如圖1所示,包括氣體
反應室12、混合壓縮氣體產生裝置2、氣體分析儀1,氣體反應室12包括試件支架7。試件支架
7布置在氣體反應室12底部,用于支撐試件6。

本實施例中,氣體反應室12的一個側面中線上距實驗試件6高度為50mm、500mm、
1000mm和1500mm四個高度處分別有直徑為20mm的四個檢測孔4,與該側面相對的側面中線
上距實驗試件為250mm和750mm高度處有直徑為20mm的兩個氣壓調節孔13;在氣體反應室12
頂面上中線位置分別距兩側邊距離200mm處分別設有直徑為20mm的進氣孔5,進氣孔5用于
通入混合氣體,其他時候處于封閉狀態;所有設孔處均采用球閥控制開關,氣密性良好。在
無孔側面距底面高度100mm處有寬度×高度為:650mm×500mm的側門10,該側門10處由橡膠
墊和螺栓封閉,密封性良好;在氣體反應室12底部設置試件支架7,試件6放于試件支架7之
上。

本實施例中,混合壓縮氣體產生裝置2通過耐壓管道3和進氣孔5連接,并且,在耐
壓管道3上設置氣體流量計,通過該氣體流量計,可很好地控制混合氣體通入氣體反應室12
的流量及流速,保證氣體反應室12內氣體穩定。

本實施例中,混合壓縮氣體產生裝置2由氣泵、帶有壓力表的儲存氣體鋼瓶、耐腐
蝕軟管、連接閥組成。高純度氣體和空氣按一定比例通過軟管流入三通型連接閥進行混合,
使得某一單一控制氣體達到空氣中氣體濃度,氣體混合均勻之后即通入氣體反應室,不會
出現分層現象。

本實施例中,氣體分析儀1為ZTD-A1型可移動式環境痕量氣體分析儀,且通過耐壓
管道3與不同的檢測孔4連接。

本實施例中,氣體反應室12底部還設有底座,氣體反應室12、混合氣體產生裝置2
和ZTD-A1型可移動式環境痕量氣體分析儀均布置在所述底座上,使得該評價裝置可很好的
移動和固定。

本實施例中,氣體反應室12的長為650mm,寬為650mm,高度為1600mm。

本實施例中,氣體反應室12由無色透明有機玻璃材料制成,有機玻璃材質具有極
好的透光性能,可透過92%以上的太陽光,紫外線達70%以上,且機械強度較高。

將本實施例中的評價裝置用于評價含有光催化材料的瀝青路面對CO的降解效果,
具體包括以下步驟:

第一步:制備含有光催化材料的車轍板試件:將制備好的含有二氧化鈦基光催化
材料的封層材料均勻的涂覆到車轍板上,自然晾干,車轍板試件用標準輪碾成型機碾壓成
型,長、寬、高的尺寸分別為30cm×30cm×5cm;其中,二氧化鈦基光催化材料的添加量為封
層材料的2%;

其中車轍板的制備:室內成型熱拌AC-13瀝青混合料,所用瀝青為高粘改性瀝青,
瀝青混合料的油石比為4.6%,空隙率為4.2%,AC-13瀝青混合料的礦料級配如表1所示。

表1 AC-13瀝青混合料的礦料級配



在上述級配條件下,通過馬歇爾設計方法,確定AC-13瀝青混合料的最佳油石比為
4.6%,并對所設計的瀝青混合料的路用性能(高溫性能、低溫性能和水損害性能)進行驗
證,驗證滿足試驗規范后,按照規范要求成型長度為300mm,寬為300mm,高為50mm的瀝青混
合料車轍板;

第二步:將制備好的車轍板放在氣體反應室內:打開側門10,并將含有二氧化鈦基
光催化材料的封層材料的車轍板試件放在試件之間7上,然后通過緊固件(如螺絲螺母)將
側門10與氣體反應室12本體連接,保證側門10處氣密性;

第三步:將氣體反應室12用不透光罩遮住,通入經過混合壓縮氣體產生裝置2的由
CO和空氣組成的混合氣體,使得氣體反應室12內最底部檢測孔的濃度檢測的CO氣體濃度達
到穩定,即不在變化或變化非常小;剛開始通入混合氣體時,根據檢測結果實時調節氣體流
量,達到所需濃度后,檢測過程中保持氣體流量不變;

第四步:當氣體反應室12內的CO氣體濃度達到穩定后,撤掉不透光罩,開始監測并
1分鐘記錄一次氣體反應室12內CO氣體濃度變化,監測過程中持續通入混合氣體,并持續監
測并記錄光照強度,每隔10min記錄一次光照強度的變化;氣體反應室12完全暴漏在太陽光
下,可很好的檢測真實光照對氣體反應室12內氣體的濃度影響,并采用光照強度儀檢測空
氣中紫外強度;整個評價裝置處于自然光照射環境中,并且由于氣體反應室12上設有氣壓
調節孔13,整個反應體系處于開放狀態,與路面真實狀態相近,能真實地模擬路面對大氣中
CO的降解效果;并通過更換檢測口,對距路面不同高度的濃度變化進行檢測;

第五步:待反應室內氣體穩定后停止監測:通過試驗發現檢測,實驗開始約40min
左右后,同一檢測孔4的CO濃度不再變化或變化非常小,此時,認為氣體反應室12內氣體達
到穩定狀態,但為了進一步保證測量數據、評價結果的準確,本實施例中,仍然繼續進行實
驗、檢測,直到實驗時間不小于1h,然后,停止檢測氣體反應室12內的CO氣體濃度。本實施例
中,考察所述裝置最底部檢測孔處的降解效果,以氣體反應室12內距離試件50mm高度處檢
測孔處CO氣體降解后的穩定濃度為降解后CO氣體濃度穩定值。

步驟六:對監測數據進行處理,計算含有光催化材料的路面對CO的降解效能。取通
入混合氣體并達到穩定后五分鐘內的CO氣體濃度平均值為氣體初始濃度穩定值,取一小時
的最后五分鐘的CO氣體濃度平均值為降解后濃度穩定值,得到二氧化鈦基光催化材料對CO
的降解效能為

本實施例中的光催化材料對CO氣體的降解效果的評價裝置及評價方法,氣體反應
室12處于開放狀態,試驗過程可使用自然光照,模擬路面實際的開放性空間狀態,并且采用
氣體痕量分析儀檢測氣體反應室不同高度的氣體濃度,并提出降解效能來評價光催化材料
對CO的降解效果,結果準確、可靠。

本實施例以瀝青混合料為載體,通過涂覆方式加入納米二氧化鈦基光催化材料,
實現瀝青混合料對CO氣體(比如來自汽車尾氣)的降解,從而減少其轉化為PM2.5顆粒,從而
控制空氣中PM2.5濃度,減少PM2.5對環境污染以及對人體的傷害。人們對汽車尾氣治理的
研究一般集中在兩個方面,一個是汽車本身的改良,另一個是對燃料本身的改良,但是以道
路為角度考慮確實相對空白的。目前,通用的路面材料為瀝青材料,即使有人針對瀝青材料
對汽車尾氣的降解進行研究,并應用于實際路面,但是還沒有人對一種模擬光催化材料(如
光催化材料)對PM2.5降解效果的評價裝置進行研究。添納米二氧化鈦基光催化材料的瀝青
混合料路面具有吸附,降解汽車尾氣的功能,因此它除了可用于任何道路,更加適用于汽車
尾氣濃度較高的部分城市道路,對有害氣體起到一定的降解作用,降低了汽車尾氣對環境
的污染以及對人體健康的破壞,具有重要的社會意義。

實施例2

一種光催化材料對PM2.5的降解效果評價方法,其所用評價裝置與實施例1相同,
方法也與實施例1基本相同,不同的是,實施第三步的時候,所述混合氣體是由NO2和空氣組
成,且得到氣體反應室12內NO2氣體初始濃度穩定值為84.7μg/m3;NO2氣體降解后穩定濃度
為68.4μg/m3,得到二氧化鈦基光催化材料對NO2的降解效能為P=19.24%。

實施例3.1

一種光催化材料對大氣中有害氣體的降解效果評價裝置,與實施例1基本相同,不
同的是,本實施例中,氣體反應室12內還包括紫外燈8,紫外燈8上方設有紫外燈罩9,紫外燈
罩9用于固定紫外燈8,紫外燈罩9采用無色透明有機玻璃制成,紫外燈罩9通過燈罩連接桿
與氣體反應室12的頂部連接,且所述燈罩連接桿可以上下伸縮,從而帶動紫外燈罩9和紫外
燈8上下移動,從而調節紫外燈8和試件6之間的距離,用于模擬不同光照強度,期間,用光照
強度儀檢測空氣中紫外強度。

本實施例中,紫外燈8為五個,且可分別控制。氣體反應室12采用無色透明材料制
成。試件6為車轍板試件。

本實施例中的評價裝置適用于室外實驗及室內實驗,為進一步研究提供基礎。

實施例3.2

一種光催化材料對大氣中有害氣體的降解效果評價裝置,與實施例4.1基本相同,
不同的是,本實施例中,紫外燈8為七個。

實施例4.1

一種光催化材料對PM2.5的降解效果評價方法,其所用評價裝置與實施例1相同,
方法也與實施例1基本相同,唯一不同的是,本實施例中,二氧化鈦基光催化材料的添加量
為封層材料的1%,且氣體反應室12內CO氣體初始濃度穩定值為17.781mg/m3;CO氣體降解
后穩定濃度為16.641mg/m3,因此,二氧化鈦基光催化材料的添加量為封層材料的1%時,含
有二氧化鈦基光催化材料路面對CO氣體的降解效能為P=6.41%。

實施例4.2

一種光催化材料對PM2.5的降解效果評價方法,其所用評價裝置與實施例1相同,
方法也與實施例1基本相同,唯一不同的是,本實施例中,二氧化鈦基光催化材料的添加量
為封層材料的4%,且得到氣體反應室12內CO氣體初始濃度穩定值為14.896mg/m3;CO氣體
降解后穩定濃度為13.104mg/m3,因此,可以得出二氧化鈦基光催化材料的添加量為3%時,
含有二氧化鈦基光催化材料路面對CO氣體的降解效能為P=12.03%。

實施例5.1

一種光催化材料對PM2.5的降解效果評價方法,其所用評價裝置與實施例1相同,
方法也與實施例2基本相同,唯一不同的是,本實施例中,二氧化鈦基光催化材料的添加量
為封層材料的1%,且得到氣體反應室12內NO2氣體初始濃度穩定值為74.8μg/m3;NO2氣體降
解后穩定濃度為66.2μg/m3因此,二氧化鈦基光催化材料的添加量為封層材料1%時,含有
二氧化鈦基光催化材料路面對NO2的降解效能P=11.50%。

實施例5.2

一種光催化材料對PM2.5的降解效果評價方法,其所用評價裝置與實施例1相同,
方法也與實施例2基本相同,唯一不同的是,本實施例中,二氧化鈦基光催化材料的添加量
為封層材料4%,且氣體反應室12內NO2氣體初始濃度穩定值為97.6μg/m3;NO2氣體降解后穩
定濃度為76.1μg/m3,因此,二氧化鈦基光催化材料的添加量為封層材料4%時,含有二氧化
鈦基光催化材料路面對NO2的降解效能P=22.03%。

實施例6

一種光催化材料對PM2.5的降解效果評價方法,其所用評價裝置與實施例1相同,
方法與實施例1基本相同,唯一不同的是,本實施例中,施第三步的時候,所述混合氣體是由
NO和空氣組成。

實施例7.1

一種光催化材料對PM2.5的降解效果評價方法,與實施例1基本相同,不同的是,所
用光催化材料為二氧化鋯。

實施例7.2

一種光催化材料對PM2.5的降解效果評價方法,與實施例1基本相同,不同的是,所
用光催化材料為氧化鋅光催化材料。

需要說明的是,以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案,而非對其限制;盡管
參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然
可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術特征進行
等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方
案的范圍。

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一種 光催化 材料 PM25 降解 效果 評價 裝置 方法
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