[發(fā)明專利]一種光催化材料對PM2.5降解效果的評價裝置及評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610391113.8
• 申請日: 2016-06-03
• 公開（公告）號: CN106257277B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐世法;許鷹;索智;柴林林;段文志;王春明;謝永清;季節(jié)
• 申請（專利權(quán)）人: 北京建筑大學(xué)
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京馳納智財知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11367
• 代理人: 孫海波,郭平平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于道路材料工程技術(shù)領(lǐng)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(shù)，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(shù)

PM2.5顆粒中含有豐富的SO4^2‐，、N0^3‐、CI^‐、Na⁺、K⁺、NH₄⁺、Cu⁺、Fe⁺和CO等。有害氣體能二次轉(zhuǎn)化形成SO₄^2‐，、N0₃^‐和NH₄⁺。隨著交通運輸業(yè)的快速建設(shè)與高速發(fā)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(tài)環(huán)境，更威脅著身體健康。機動車尾氣中含有大量的有害物質(zhì)，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(jù)統(tǒng)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(tài)環(huán)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(yīng)用到瀝青混合料，對汽車尾氣中的有毒物質(zhì)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(yīng)用性能評價》(中國公路學(xué)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(yīng)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(tài)差異較大。

若在瀝青混合料中應(yīng)用納米二氧化鈦基降解材料可實現(xiàn)對汽車尾氣的降解功能，因此有必要開發(fā)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(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)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(jié)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(huán)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(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)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(yīng)室、混合壓縮氣體產(chǎn)生裝置、氣體分析儀，其中，所述氣體反應(yīng)室采用無色透明材料制成。所述混合壓縮氣體產(chǎn)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(yīng)室內(nèi)，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(yīng)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(tài)接近。

優(yōu)選的是，所述氣體反應(yīng)室的一個側(cè)面中線上設(shè)有兩個及以上數(shù)量的檢測孔。檢測孔的設(shè)置，更加真實地模擬了路面實際的開放性空間狀態(tài)，使得獲得的結(jié)果更接近真實應(yīng)用。

上述任一方案優(yōu)選的是，所述氣體反應(yīng)室的一個側(cè)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(nèi)，在1.5米高度以上濃度很低，所以為試驗方便，在實驗設(shè)備不過分巨大的條件下，選取這四個高度進行濃度監(jiān)測。

上述任一方案優(yōu)選的是，所述氣體反應(yīng)室的另一個與設(shè)有檢測孔的側(cè)面相對的側(cè)面中線上設(shè)有氣壓調(diào)節(jié)孔。氣壓調(diào)節(jié)孔一直處于開放狀態(tài)，使得氣體反應(yīng)室處于開放狀態(tài)，真實模擬路面情況，且在進行試驗時，可通過所述氣壓調(diào)節(jié)孔調(diào)節(jié)箱內(nèi)外氣壓，使其保持一致，防止有機玻璃爆裂。如果氣體反應(yīng)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(yōu)選的是，所述氣體反應(yīng)室的另一個與設(shè)有檢測孔的側(cè)面相對的側(cè)面中線上距實驗試件為250mm和750mm高度處有兩個氣壓調(diào)節(jié)孔。氣壓調(diào)節(jié)孔設(shè)置在這樣高度，可以調(diào)節(jié)進入氣體反應(yīng)室的氣壓，且，可以使氣體反應(yīng)室下部氣體流動更加接近路面情況。