基于复合纳米光催化材料的隧道尾气降解研究

doi:10.12141/j.issn.1000-565X.180291

华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2019, Vol. 47 ›› Issue (7): 83-89.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.180291

基于复合纳米光催化材料的隧道尾气降解研究

郭寅川^1,2 解志腾¹ 申爱琴¹ 张优华¹

1．长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室，陕西西安 710064; 2．路易斯安那州立大学路易斯安那州交通研究中心，路易斯安那州巴吞鲁日 70803

收稿日期:2018-06-08 修回日期:2019-02-28 出版日期:2019-07-25 发布日期:2019-06-01
通信作者: 郭寅川(1983-)，男，博士，副教授，主要从事路面材料研究． E-mail:silver007007@163.com
作者简介:郭寅川(1983-)，男，博士，副教授，主要从事路面材料研究．
基金资助:
陕西省自然科学基金资助项目(2017JQ5085)

Study on Degradation of Tunnel Exhaust Gas Based on Composite Nano Photocatalytic Materials

GUO Yinchuan^1,2 XIE Zhiteng¹ SHEN Aiqin¹ ZHANG Youhua¹

1． Key Laboratory for Special Area Highway Engineering of Ministry of Education，Chang'an University，Xi'an 710064，Shaanxi， China; 2． Louisiana Transportation Research Center，Louisiana State University，Baton Rouge LA70803，Louisiana，USA)

Received:2018-06-08 Revised:2019-02-28 Online:2019-07-25 Published:2019-06-01
Contact: 郭寅川(1983-)，男，博士，副教授，主要从事路面材料研究． E-mail:silver007007@163.com
About author:郭寅川(1983-)，男，博士，副教授，主要从事路面材料研究．
Supported by:
Supported by the Natural Science Foundation of Shaanxi Province(2017JQ5085)

摘要/Abstract

摘要： 将复合光催化材料 TiO₂ -CeO₂ 应用于隧道钢渣沥青混合料中，研究复合光催化材料 TiO₂ -CeO₂对隧道内汽车尾气的降解效能．首先研发了一套能模拟隧道环境的尾气降解试验装置，然后研究了复合光催化材料 TiO₂ -CeO₂ 对隧道钢渣沥青混合料路用性能的影响，最后通过降解效能与降解速率的评价得出了复合光催化材料 TiO₂ -CeO₂ 在隧道钢渣沥青混合料中的最佳用量．结果表明:将复合纳米光催化材料应用于隧道钢渣沥青混合料中，在纳米 TiO₂ 的掺量为 50%、纳米 CeO₂ 掺量为 0． 7%时会达到光催化效率、光催化效能的峰值，该掺量下对 NO 和 HC 的降解效率峰值高达 89% 和 95%，30 min 内降解速率分别高达 626．3 mg/(m³ ·min)和 74． 75 mg/(m³ ·min)，且隧道钢渣沥青混合料的路用性能符合要求．

关键词: 隧道, 汽车尾气, 尾气降解, 钢渣沥青混合料, 纳米光催化材料, 纳米 TiO₂, 纳米 CeO₂

Abstract: The composite photocatalytic material TiO₂ -CeO₂ was incorporated to steel slag asphalt mixture in tunnel environment in order to study its efficiency for exhaust gas degradation． Firstly，a complete set of tail gas degrada- tion test equipment capable of simulating tunnel environment was developed． Then the influence of composite pho- tocatalytic material TiO₂ -CeO₂ on the performance of steel slag asphalt mixture in asphalt pavement was studied． Finally，the optimum doping ratio of TiO₂ -CeO₂ composite photocatalytic material was also studied． The results show that when the nano-TiO₂ volume is 50% and nano-CeO₂ is 0. 7%，the photocatalytic efficiency will reach to the peak value． In this case，the degradation efficiency peak of NO and HC is 89% and 95%，respectively，and exhaust degradation efficiency reach up to 626. 3 mg/ (m³ ·min) and 74. 75 mg/ (m³ ·min) within 30 min，re- spectively． The road performance of tunnel steel slag asphalt mixture meets the requirements．

Key words: tunnel, automobile exhaust, exhaust degradation, steel slag asphalt mixture, nano-photocatalytic material, nano-TiO₂, nano-CeO₂

中图分类号:

郭寅川解志腾申爱琴张优华. 基于复合纳米光催化材料的隧道尾气降解研究[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2019, 47(7): 83-89.

GUO Yinchuan XIE Zhiteng SHEN Aiqin ZHANG Youhua . Study on Degradation of Tunnel Exhaust Gas Based on Composite Nano Photocatalytic Materials[J]. Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition), 2019, 47(7): 83-89.

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基于复合纳米光催化材料的隧道尾气降解研究

Study on Degradation of Tunnel Exhaust Gas Based on Composite Nano Photocatalytic Materials

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