纳米TiO_2光催化降解汽车尾气技术国内研究

随着我国汽车保有量的逐年上升,汽车尾气的排放危害日渐加剧,给人类的生存环境和身体健康造成了极大的威胁。纳米TiO_2光催化材料在光照条件下,能有效地分解汽车尾气中NOx、HC、CO等有害物质,改善空气质量,减少环境污染。文中论述了目前我国汽车尾气的排放状态、尾气对身体健康的危害,归纳了近年来纳米TiO_2光催化降解汽车尾气技术在我国的发展及研究现状。     

纳米TiO_2降解NO_x在道路工程上的应用

纳米TiO_2化学性质稳定,光催化降解效率高、反应温和、无毒、价廉,无二次污染。阐述了光催化反应机理,介绍了光催化技术在处理汽车尾气方面的应用以及在道路施工中的应用,对使用前后NO_x浓度监测结果表明,纳米TiO_2降解氮氧化物效果明显。     

纳米TiO2光催化技术在沥青路面中的应用研究

从提高光催化材料性能出发,以锐钛型纳米TiO2作为光催化材料应用在沥青路面中。采用 A（将纳米TiO2均匀分散在沥青中,以沥青为载体） 和B （将纳米TiO2与矿粉均匀混合,以矿粉 为载体） 两种掺加方式将5%的纳米TiO2掺入到沥青混合料中,成型OGFC—10 车辙板试件进行 试验,确定最佳的掺加方式。研究不同掺量、光照强度对纳米TiO2光催化性能的影响,并对其路 用性能进行试验分析。结果表明：相比B方式,A方式下成型的试件其光催化降解汽车尾气的效 果更好,故选定A方式为纳米TiO2的后续试验研究的掺加方式;随着纳米TiO2掺量的不断增加, 试件对HC、CO和NO三种尾气成分的降解效果越来越好,从综合降解效果和经济性考虑,选定 5%为最佳掺量;纳米TiO2对尾气的降解效果随光照强度的增强越来越好;混合料的各项路用性能 随着纳米TiO2的掺入而变得更好,所以实际工程应用中不必考虑其对混合料路用性能的不利影响。     

纳米TiO_2光催化技术在沥青路面中的应用研究

从提高光催化材料性能出发,以锐钛型纳米TiO2作为光催化材料应用在沥青路面中。采用A(将纳米TiO2均匀分散在沥青中,以沥青为载体)和B(将纳米TiO2与矿粉均匀混合,以矿粉为载体)两种掺加方式将5%的纳米TiO2掺入到沥青混合料中,成型OGFC—10车辙板试件进行试验,确定最佳的掺加方式。研究不同掺量、光照强度对纳米TiO2光催化性能的影响,并对其路用性能进行试验分析。结果表明:相比B方式,A方式下成型的试件其光催化降解汽车尾气的效果更好,故选定A方式为纳米TiO2的后续试验研究的掺加方式;随着纳米TiO2掺量的不断增加,试件对HC、CO和NO三种尾气成分的降解效果越来越好,从综合降解效果和经济性考虑,选定5%为最佳掺量;纳米TiO2对尾气的降解效果随光照强度的增强越来越好;混合料的各项路用性能随着纳米TiO2的掺入而变得更好,所以实际工程应用中不必考虑其对混合料路用性能的不利影响。     

冷EGR系统对柴油机排放影响的试验研究

研究冷EGR(废气再循环)系统对柴油机排放影响的规律。在不同负荷工况下,在涡轮增压柴油机R4105ZD上分别采用热EGR系统、冷EGR系统以及不采用EGR系统进行试验,研究3种试验条件下柴油机NOx、HC和CO的排放规律;通过试验分析EGR冷却温度对NOx排放的影响。试验结果表明:与不采用EGR系统和采用热EGR系统相比,柴油机采用冷EGR系统时,可有效降低NOx和CO的排放,但对HC排放的影响规律不显著;EGR的最佳冷却温度约为55℃。     

复合纳米二氧化钛的制备及光催化降解罗丹明B

以Ti(OC4H9)4和Si(OC2H5)4为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2-SiO2复合材料.通过光催化降解罗丹明B实验,确定制备纳米TiO2-SiO2复合材料的最佳条件,即Ti:Si=1:0.5,煅烧温度为500℃,制备溶胶pH取5～6.通过SEM测试,发现纳米复合材料的基本粒子为分散均匀的球形颗粒状结构;XRD分析结果表明,复合材料中TiO2主要以锐钛矿晶型存在,颗粒粒径在10～30 nm.光催化降解实验表明,按照最佳条件制备纳米TiO2-SiO2复合材料的光催化降解效果较好,在日光照射90min后,对罗丹明B的降解率可以达到100%.     

复合纳米二氧化钛的制备及光催化降解罗丹明B

以Ti（OC4H9）4和Si（OC2H5）4为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2-SiO2复合材料.通过光催化降解罗丹明B实验,确定制备纳米TiO2-SiO2复合材料的最佳条件,即Ti∶Si=1∶0.5,煅烧温度为500℃,制备溶胶pH取5~6.通过SEM测试,发现纳米复合材料的基本粒子为分散均匀的球形颗粒状结构;XRD分析结果表明,复合材料中TiO2主要以锐钛矿晶型存在,颗粒粒径在10~30 nm.光催化降解实验表明,按照最佳条件制备纳米TiO2-SiO2复合材料的光催化降解效果较好,在日光照射90 min后,对罗丹明B的降解率可以达到100%.     

Fe-Mn/TiO_2低温选择催化还原NO_x

采用溶胶凝胶法制备Fe-Mn/TiO_2催化剂,考察Fe含量、水含量、空速、氧气浓度等条件对催化剂脱硝性能的影响.结果表明:Fe-Mn/TiO_2催化剂在100℃时,NO_x转化率达到90%;Fe/Ti摩尔比为0.2、煅烧温度500℃条件下制备的催化剂具有最高的脱硝活性,催化剂的活性温度窗口较宽,在80~375℃温度范围内转化率保持在80%以上;催化剂制备中所加H_2O含量8%时,催化剂活性最好;氧气浓度对NO_x去除率并无显著影响,只在较低温度阶段有所差别,即氧含量4%时低温100℃NO_x转化率达到80%;空速对催化剂脱硝率的影响主要在较低温度段(100℃).     

纳米ZnO的一步法制备及其光催化性能

以乙酸锌[Zn(CH_3COO)_2·2H_2O]为前驱体,在不同温度下,采用一步热解法合成纳米氧化锌(ZnO),并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等进行表征.以亚甲基蓝(MB)、罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)等为模拟污染物,以考察ZnO的紫外光催化性能.结果表明:制备温度对纳米ZnO光催化性能影响显著,550℃热解温度下制备的纳米ZnO光催化活性最佳,光照40 min后,三种模拟污染物降解率均能达到100%.     

TiO_2纳米粉体沉淀法制备与其性能

为优化TiO_2纳米粉体的结构,从而获得光催化性能最好的TiO_2纳米粉体,采用TiCl_4与NH_4OH直接沉淀法制备得到TiO_2前驱体,经不同温度热处理得到TiO_2纳米粉体,通过松密度、TG-DSC、XRD、UVVis等测试手段对所得TiO_2纳米粒子的热效应、晶体结构、晶粒尺寸、光吸收和光催化性能进行研究.结果表明,随煅烧温度升高,TiO_2纳米粉体粒径呈单调增加.TiO_2前驱体为非晶结构,在250℃转化为单一的锐钛矿晶型,450℃出现少量的金红石结构,550℃后金红石含量显著增加,光催化结果表明450℃制备的TiO_2光催化效果最好.     

海拉尔寒区SBS改性沥青混合料动态模量分析

为研究内蒙古海拉尔寒区沥青路面面层沥青混合料的力学性能演变规律,对AC-20混合料进行配合比设计,对普通AC-20与SBS改性AC-20沥青混合料进行不同温度和不同加载频率的动态模量试验,分析2种混合料的动态模量随试验温度及加载频率的变化规律,研究时温等效原理下的动态模量及主曲线,建立-10℃动态模量主曲线,预估低温环...     

季冻区纳米改性沥青的性能及工艺参数研究

从吉林省沥青路面材料的使用性能出发,对几种纳米粉体改性剂制成的改性沥青进行性能试验与分析,对比30℃的针入度、10℃延度、软化点,老化后的残留针入度和10℃残留延度等技术指标,综合考虑纳米改性沥青的高、低温性能,复合纳米TiO_2适合作为季冻区沥青路面的纳米改性剂,最佳掺量5%。制备工艺对纳米改性沥青的性能有很大影响,在保证分散均匀的前提下,改变加工时基质沥青熔融温度、高速剪切机的转速和搅拌时间,可以得到不同性能的纳米改性沥青。     

纳米CaCO_3/TiO_2/SBR复合改性沥青性能与机理研究

采用硅烷偶联剂KH560对纳米CaCO_3和纳米TiO_2表面进行有机化改性,以改善有机物与无机物之间的相容性。采用搅拌与高速剪切的方法制备纳米CaCO_3/TiO_2/SBR复合改性沥青,采用正交实验,通过常规性能试验优选出最佳组合方案。并研究复合改性沥青常规、非常规性能。结果表明:复合改性沥青的最佳组合方案为,5%CaCO_3+1%TiO_2+3%SBR,该种复合改性沥青与基质沥青相比具有很强的高温抗车辙能力,在温度达到88℃时仍能满足规范的要求,低温性能有明显提高,抗老化性能也有显著提高。可以满足夏热冬寒地区的要求。     

原油降解菌株HC13的降解特性研究及其条件优化

为减少原油污染的危害,各国学者都在研究利用微生物降解环境中的原油污染物.该实验以原油为唯一碳源制备培养基,采用平板菌落分离法,分离获得11株能够利用原油生长的菌株,重量法测得其中HC13菌株的原油降解率最高,为57%.16S rRNA基因序列初步鉴定其为假单胞菌(Pseudomonas sp.).气相与质谱联用(GC-MS)分析发现菌株HC13对短直链烷烃的降解率都在60%以上.结果表明:控制单一变量可得到其生长最适条件为pH值为7,温度为30℃,原油质量分数为1.5%,接种量为2%,转速为140 rpm.     

SnO_2/CNTs复合材料的制备与表征

采用热蒸发法制备SnO2/CNTs复合材料,在不同工艺条件下制备了SnO2/CNTs复合材料,对影响SnO2/CNTs复合材料的生长条件,主要是温度和环境压力等参数进行了研究.使用X射线衍射仪、拉曼谱仪对样品进行了成分及结构测试,并用扫描电镜对样品表面形貌进行了观测.结果表明,以温度900℃、压力0.08 MPa、保温时间120 min为参数制备的复合材料纯度最高.进一步分析了沉积理论,证明低温、高压利于SnO:的形成.     

纳米磁性液体对HCFC141b气体水合物生成特性的影响

通过试验研究考察了磁场作用下纳米磁性液体对低压制冷剂HCFC141b气体水合物生成特性的影响．试验结果发现：适当的磁场条件下特别是旋转磁场作用下，纳米磁性液体显著改善相间的扩散、质量传递和热量传递，使得气体水合物生成性能包括生成温度、生成速率及水合率等得到很大的提高．     

光催化材料的涂层表面技术制备及其效果研究

以普通玻璃做基材，采用低温法在60℃低温下通过涂层表面技术制备出了纳米TiO2涂层，该涂层在TEM下观察，表面成膜形态良好，涂层的纳米粒度均匀，粒径8～30nm。通对甲醛降解实验，说明该表面涂层具有良好的催化性能。     

纳米TiO_2在水溶液中的分散改性研究

采用沉降试验法研究纳米粉体浓度、分散剂用量、偶联剂用量、超声时间等因素对纳米TiO_2粉体在水溶液中分散程度的影响。结果表明:随着改性条件的变化,纳米TiO_2在水溶液中分散效果和稳定性均存在一较优范围,综合分析选择水溶液中纳米TiO_2的质量分数为2%、P-19分散剂的质量分数为0. 5%～1. 0%、KH-570硅烷偶联剂的质量分数为2%、10 min超声分散作为改性条件能够起到较好的分散效果。     

不同光源下C_3N_4光催化降解隧道内NO的试验研究

为净化隧道内的污染空气,促进隧道环保与节能,选取NO作为污染气体,采用价格低廉、光催化效果好的在不同温度下煅烧制成的C_3N_4作为光催化剂和不同种类的光源组合进行催化降解NO的试验研究。试验利用隧道中常用的LED灯、高压钠灯和金属卤素灯作为光源,进行了对比试验,研究光催化降解污染物的可行性。结果表明500℃下制备的C_3N_4能显著降低隧道空气污染物浓度,并且作为催化剂的C_3N_4在催化反应中不会被消耗,可为隧道空气治理提供一个长效节能的解决方案。     

二氧化钛膜光催化降解脱色甲基橙

用溶胶-凝胶法制备了不同载体、不同层数的锐钛矿纳米TiO2薄膜.利用TiO2薄膜作催化剂,光催化降解甲基橙溶液.研究了载体、光源、镀膜层数、pH值、初始浓度等对光催化降解脱色率的影响,从中获得了最佳镀膜及最佳光催化条件.结果表明:以太阳光为光源,以铝合金为载体,在500℃条件下镀3层膜,且在pH<8.00时光催化脱色效果最好;且该反应为表观一级反应,该光催化反应的极限速率常数为0.40 mg/(L.min),吸附平衡常数为2.65 L/mg;表面反应而非吸附是这个光催化反应的速度决定步骤,即该反应符合Langmuir-Hinshewood(L-H)机理.