[發明專利]一種高效多用途光催化混凝土

有效

• 申請號: 201711185415.0
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN108033719B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 廖剛
• 申請（專利權）人: 四川建筑職業技術學院
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B20/10;C04B20/04
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 張鳴潔

本發明公開了一種高效多用途光催化混凝土，所述光催化混凝土主要包括5wt%?10wt%的光催化骨料，本發明通過在混凝土中摻雜光催化骨料制備光催化混凝土，有效降低了混凝土中水泥的堿性破壞TiO₂的催化效率，有效提高光催化建筑水泥的催化效率和使用壽命。本發明采用溶膠?凝膠法制備TiO₂水溶膠，采用負壓?飽和法浸漬骨料，煅燒后制備得到光催化骨料；本發明的制備方法避免了TiO₂納米顆粒團聚，使TiO₂顆粒在骨料中分散均勻，提高了光催化作用的比表面積，從而有效提高了光催化效率；本發明煅燒后制備得到光催化骨料，從而使TiO₂在骨料表面產生化學鍵結合，增強結合力，提高耐久性。

技術領域

本發明屬于光催化水泥基材料的技術領域，具體涉及一種高效多用途光催化混凝土。

背景技術

以TiO₂為代表的光催化材料具有超強的催化氧化功能，自誕生以來在環境凈化方面得到了廣泛應用。以水泥混凝土為代表的建筑材料，用量大、使用范圍廣，是光催化材料在環境凈化領域的理想載體。近年來，光催化建筑材料從無到有，漸漸地在環境凈化領域發揮了重要作用，光催化建筑材料的制備技術也在不斷完善之中，但是目前的光催化建筑材料仍然存在以下幾個問題，限制了其應用：①水泥基材料的高堿性環境對TiO₂的催化活性具有很大影響；②水泥基材料自身較為密實，比表面積小，對于一個吸附作用占主導作用的反應，沒有正向促進作用；③然而，采用直接向水泥中摻入納米TiO₂粉末的負載方法，會導致水泥水化產物包裹納米顆粒，而且納米顆粒在有水的環境下易于團聚，不易分散，減小了光催化作用的比表面積，降低了光催化效率；④其次，未被水泥水化產物包裹的納米TiO₂與水泥基材料的結合多以范德法力為主，結合力較差，屬于較弱聯結，多次使用之后，會出現TiO₂剝落的現象，降低其耐久性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高效多用途光催化混凝土，主要包括5wt%-10wt%的光催化骨料，所述光催化骨料中負載的TiO₂具有較好的光催化作用；本發明通過在混凝土中摻雜光催化骨料制備的光催化混凝土，有效降低了混凝土中水泥的堿性破壞TiO₂的催化效率；本發明可有效提高光催化建筑水泥的催化效率和使用壽命；

本發明的另一目的在于提供一種高效多用途光催化混凝土的制備方法，本發明采用溶膠-凝膠法制備TiO₂水溶膠，采用負壓-飽和法浸漬骨料，煅燒后制備得到光催化骨料；本發明的制備方法簡單，可以有效避免TiO₂納米顆粒團聚，使TiO₂顆粒在骨料中分散均勻，提高了光催化作用的比表面積，從而有效提高了光催化效率；同時本發明在骨料負載TiO₂之后采用煅燒的方法，讓TiO₂在骨料表面產生化學鍵結合，增強結合力，提高耐久性。

本發明主要通過以下技術方案實現：一種高效多用途光催化混凝土，主要包括5wt%-10wt%的光催化骨料，所述光催化骨料中負載有光催化劑TiO₂。經過實驗發現本發明制備的混凝土的光催化效率隨著光催化骨料的增多而增多，但是當光催化骨料質量分數超過10%時，光催化效率增幅明顯減小，主要原因是隨著骨料質量的增加，總的催化劑活性點位暴露的量在增加，但是隨著進一步增加，催化劑之間產生了相互重疊，所述混凝土的光催化率不再增加。

一種高效多用途光催化混凝土的制備方法，主要包括以下步驟：

步驟A，采用溶膠-凝膠法制備TiO₂水溶膠，然后加入骨料混合，煅燒后制備得到負載TiO₂光催化劑的光催化骨料；

步驟B，將步驟A中制備的光催化骨料與水泥、砂石混合，制備得到光催化混凝土。

所述混凝土中水泥、骨料、砂石的比例配方為現有技術，且不是本發明的改進點，故不再贅述。