技术领域
本发明公开了一种隧道内专用净化汽车尾气光催化涂料的制备方法，属于涂料制备领域。
背景技术
随着生活水平的不断提高，汽车作为生活高水准的标志，正在快速的进入广大家庭。生活水平提高，汽车工业发展，随之而来的就是汽车尾气的排放量增加，这种气体排放物大多数是由一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物组成含有大量的有害气体，是城市大气环境污染的主要污染源之一，不仅气味怪异，而且令人头昏、恶心，影响人的身体健康。
在车辆不多的情况下，大气的自净能力尚能化解汽车排出的毒素。但随着汽车数量的急剧增加，交通拥堵成了家常便饭，汽车本应具备的便捷、舒适、高效的优势逐渐被过多的车辆所抵消，尤其是在隧道内，汽车尾气对隧道环境的影响越来越大，因此尾气的治理就越来越重要。公交隧道由于环境相对密封，里面存在大量的汽车尾气，特别是在交通量大而且较长的隧道中，容易造成尾气积聚，不仅污染隧道内的设施，并且影响行车安全，传统的隧道通风空气净化模式不仅对汽车尾气净化效果有限，而且通风设备运营费用都相对而言较高。
另外目前技术中治理尾气的方法主要有尾气净化剂法和转移法，其中转移法是指将尾气转化为另一种或几种无污染或污染性小的物质，但是该方法去除率和转换率比较低，转换时间比较长，另外的尾气净化剂法是指利用汽车尾气装置本身所具有的吸附、分解原理，经过现代科学技术处理，所形成的具有消除空气中有害气体、祛除各种异味功能的方法，但是该方法对尾气的腐蚀性比较大，降低了尾气净化的长期效果以及降低了尾气净化装置的使用寿命。不管目前汽车尾气的治理方法有多少，无论何种方法，目的只有一个即减少汽车尾气对环境的排放、保护大气环境。
发明内容
在本发明主要解决的技术问题：针对目前隧道内汽车尾气排放物中含有大量的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物，不仅对于环境以及人体危害非常大，影响行车安全，而且传统的隧道通风空气净化模式尾气净化效果有限，通风运营费用也比较高的问题，提供了一种隧道内专用净化汽车尾气光催化涂料的制备方法，该方法以光催化材料纳米氧化钛作为基体材料，以硝酸铁作为改性剂，采用溶凝胶法制备了掺杂铁离子的纳米氧化钛粒子，之后将制得的纳米氧化钛粒子加入进涂料底料中，混合均匀后加入流平剂和增稠剂，即得一种隧道内专用净化汽车尾气光催化涂料。本发明制得的隧道内专用净化汽车尾气光催化涂料不仅对于环境以及人体没有任何危害，保障了行车安全，而且去除效果显著，使得隧道内汽车尾气中有害排放物的去除率高达85％以上。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）量取50～60mL的无水乙醇放入500mL的烧杯中，再取20～30mL钛酸丁酯缓慢的加入到无水乙醇中，之后加入25～30mL二乙醇胺作为抑制剂，放置在磁力搅拌机上，以200～300r/min的转速搅拌1～2h，使其充分分散，制成反应物1；
（2）取1～2mL质量浓度为80%的硝酸铁溶液加入到50～100mL去离子水中，一起倒入分散罐中，以100～200r/min的转速分散15～20min，充分分散后，加入20～30mL无水乙醇，摇床振荡10～15min，制成反应物2；
（3）再边搅拌边缓慢的将反应物2逐滴滴加进反应物1中，控制滴速使其10～20min内滴完，再用浓度为2mol/L的盐酸溶液调节pH至6～8，置于磁力搅拌机上搅拌2～3h，搅拌转速为300～400r/min，之后陈化12～18h形成凝胶状，将凝胶状混合物移入马弗炉，在450～550℃的条件下煅烧3～5h，冷却至室温后，研磨成90～100目的粉末，制得掺杂铁离子的纳米氧化钛；
（4）量取600～700mL去离子水倒入1L烧杯中，加入100～200mL丙二醇，放置在磁力搅拌机上，以200～300r/min的转速搅拌均匀，并边搅拌边向其中加入1～2g分散剂、0.5～1.5g消泡剂和0.2～1.2g湿润剂，继续低速搅拌10～15min使各种助剂混合均匀，得混合液；
（5）向上述混合液中继续加入10～20g碳酸钙、20～30g硅藻土和15～25g钛白粉，用高速搅拌机以2500～3000r/min的转速高速分散20～30min，之后加入50～60g上述制得的掺杂铁离子的纳米氧化钛，提高转速至3000～3500r/min，继续搅拌30～40min，制得浆料；
（6）将搅拌好的浆料转移至调漆罐，放置在磁力搅拌机上，在500～600r/min的转速下加入50～100mL硅丙乳液和0.2～1.2g增稠剂以及2～5g流平剂继续搅拌20～25min后出料，即得一种隧道内专用净化汽车尾气光催化涂料。
所述的分散剂为液体石蜡。
所述的湿润剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
所述的增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
所述的流平剂为聚乙烯醇。
本发明的应用方法是：使用时，将本发明所制成的隧道内专用净化汽车尾气光催化涂料直接均匀涂抹在待净化的隧道墙上，其中每平方米隧道内壁墙的用量为1500～2000mL，涂膜厚度在1～2mm之间，之后在通风的条件下晾干2～3h，使其自然风干、凝固即可。
本发明的益效果是：
（1）本发明制得的隧道内专用净化汽车尾气光催化涂料去除效果显著，使得汽车尾气中有害排放物的去除率高达85％以上；
（2）不仅对于环境以及人体没有任何危害，保障了行车安全，而且加速分解了汽车尾气的排放物。
具体实施方式
首先量取50～60mL的无水乙醇放入500mL的烧杯中，再取20～30mL钛酸丁酯缓慢的加入到无水乙醇中，之后加入25～30mL二乙醇胺作为抑制剂，放置在磁力搅拌机上，以200～300r/min的转速搅拌1～2h，使其充分分散，制成反应物1；然后取1～2mL质量浓度为80%的硝酸铁溶液加入到50～100mL去离子水中，一起倒入分散罐中，以100～200r/min的转速分散15～20min，充分分散后，加入20～30mL无水乙醇，摇床振荡10～15min，制成反应物2；之后再边搅拌边缓慢的将反应物2逐滴滴加进反应物1中，控制滴速使其10～20min内滴完，再用浓度为2mol/L的盐酸溶液调节pH至6～8，置于磁力搅拌机上搅拌2～3h，搅拌转速为300～400r/min，之后陈化12～18h形成凝胶状，将凝胶状混合物移入马弗炉，在450～550℃的条件下煅烧3～5h，冷却至室温后，研磨成90～100目的粉末，制得掺杂铁离子的纳米氧化钛；随后量取600～700mL去离子水倒入1L烧杯中，加入100～200mL丙二醇，放置在磁力搅拌机上，以200～300r/min的转速搅拌均匀，并边搅拌边向其中加入1～2g分散剂、0.5～1.5g消泡剂和0.2～1.2g湿润剂，继续低速搅拌10～15min使各种助剂混合均匀，得混合液；向上述混合液中继续加入10～20g碳酸钙、20～30g硅藻土和15～25g钛白粉，用高速搅拌机以2500～3000r/min的转速高速分散20～30min，之后加入50～60g上述制得的掺杂铁离子的纳米氧化钛，提高转速至3000～3500r/min，继续搅拌30～40min，制得浆料；最后将搅拌好的浆料转移至调漆罐，放置在磁力搅拌机上，在500～600r/min的转速下加入50～100mL硅丙乳液和0.2～1.2g增稠剂以及2～5g流平剂继续搅拌20～25min后出料，即得一种隧道内专用净化汽车尾气光催化涂料。
所述的分散剂为液体石蜡。
所述的湿润剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
所述的增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
所述的流平剂为聚乙烯醇。
实例1
首先量取50mL的无水乙醇放入500mL的烧杯中，再取20mL钛酸丁酯缓慢的加入到无水乙醇中，之后加入25mL二乙醇胺作为抑制剂，放置在磁力搅拌机上，以200r/min的转速搅拌1h，使其充分分散，制成反应物1；然后取1mL质量浓度为80%的硝酸铁溶液加入到50mL去离子水中，一起倒入分散罐中，以100r/min的转速分散15min，充分分散后，加入20mL无水乙醇，摇床振荡10min，制成反应物2；之后再边搅拌边缓慢的将反应物2逐滴滴加进反应物1中，控制滴速使其10min内滴完，再用浓度为2mol/L的盐酸溶液调节pH至6，置于磁力搅拌机上搅拌2h，搅拌转速为300r/min，之后陈化12h形成凝胶状，将凝胶状混合物移入马弗炉，在450℃的条件下煅烧3h，冷却至室温后，研磨成90目的粉末，制得掺杂铁离子的纳米氧化钛；随后量取600mL去离子水倒入1L烧杯中，加入100mL丙二醇，放置在磁力搅拌机上，以200r/min的转速搅拌均匀，并边搅拌边向其中加入1g分散剂、0.5g消泡剂和0.2g湿润剂，继续低速搅拌10min使各种助剂混合均匀，得混合液；向上述混合液中继续加入10g碳酸钙、20g硅藻土和15g钛白粉，用高速搅拌机以2500r/min的转速高速分散20min，之后加入50g上述制得的掺杂铁离子的纳米氧化钛，提高转速至3000r/min，继续搅拌30min，制得浆料；最后将搅拌好的浆料转移至调漆罐，放置在磁力搅拌机上，在500r/min的转速下加入50mL硅丙乳液和0.2g增稠剂以及2g流平剂继续搅拌20min后出料，即得一种隧道内专用净化汽车尾气光催化涂料。
本实例在操作时，将本发明所制成的隧道内专用净化汽车尾气光催化涂料直接均匀涂抹在待净化的隧道墙上，其中每平方米隧道内壁墙的用量为1500mL，之后在通风的条件下晾2h，使其自然风干、凝固即可。不仅对于环境以及人体没有任何危害，保障了行车安全，而且去除效果显著，使得隧道内汽车尾气中有害排放物的去除率高达85％。
实例2
首先量取55mL的无水乙醇放入500mL的烧杯中，再取25mL钛酸丁酯缓慢的加入到无水乙醇中，之后加入28mL二乙醇胺作为抑制剂，放置在磁力搅拌机上，以250r/min的转速搅拌1.5h，使其充分分散，制成反应物1；然后取1.5mL质量浓度为80%的硝酸铁溶液加入到70mL去离子水中，一起倒入分散罐中，以150r/min的转速分散17min，充分分散后，加入25mL无水乙醇，摇床振荡13min，制成反应物2；之后再边搅拌边缓慢的将反应物2逐滴滴加进反应物1中，控制滴速使其10min内滴完，再用浓度为2mol/L的盐酸溶液调节pH至6，置于磁力搅拌机上搅拌2h，搅拌转速为300r/min，之后陈化12h形成凝胶状，将凝胶状混合物移入马弗炉，在450℃的条件下煅烧3h，冷却至室温后，研磨成90目的粉末，制得掺杂铁离子的纳米氧化钛；随后量取600mL去离子水倒入1L烧杯中，加入100mL丙二醇，放置在磁力搅拌机上，以200r/min的转速搅拌均匀，并边搅拌边向其中加入1g分散剂、0.5g消泡剂和0.2g湿润剂，继续低速搅拌10min使各种助剂混合均匀，得混合液；向上述混合液中继续加入10g碳酸钙、20g硅藻土和15g钛白粉，用高速搅拌机以2500r/min的转速高速分散20min，之后加入50g上述制得的掺杂铁离子的纳米氧化钛，提高转速至3000r/min，继续搅拌30min，制得浆料；最后将搅拌好的浆料转移至调漆罐，放置在磁力搅拌机上，在500r/min的转速下加入50mL硅丙乳液和0.2g增稠剂以及2g流平剂继续搅拌20min后出料，即得一种隧道内专用净化汽车尾气光催化涂料。
本实例在操作时，将本发明所制成的隧道内专用净化汽车尾气光催化涂料直接均匀涂抹在待净化的隧道墙上，其中每平方米隧道内壁墙的用量为1800mL，之后在通风的条件下晾2.5h，使其自然风干、凝固即可。不仅对于环境以及人体没有任何危害，保障了行车安全，而且去除效果显著，使得隧道内汽车尾气中有害排放物的去除率高达88％。
实例3
首先量取60mL的无水乙醇放入500mL的烧杯中，再取30mL钛酸丁酯缓慢的加入到无水乙醇中，之后加入30mL二乙醇胺作为抑制剂，放置在磁力搅拌机上，以300r/min的转速搅拌2h，使其充分分散，制成反应物1；然后取2mL质量浓度为80%的硝酸铁溶液加入到100mL去离子水中，一起倒入分散罐中，以200r/min的转速分散20min，充分分散后，加入30mL无水乙醇，摇床振荡15min，制成反应物2；之后再边搅拌边缓慢的将反应物2逐滴滴加进反应物1中，控制滴速使其20min内滴完，再用浓度为2mol/L的盐酸溶液调节pH至8，置于磁力搅拌机上搅拌3h，搅拌转速为400r/min，之后陈化18h形成凝胶状，将凝胶状混合物移入马弗炉，在550℃的条件下煅烧5h，冷却至室温后，研磨成100目的粉末，制得掺杂铁离子的纳米氧化钛；随后量取700mL去离子水倒入1L烧杯中，加入200mL丙二醇，放置在磁力搅拌机上，以300r/min的转速搅拌均匀，并边搅拌边向其中加入2g分散剂、1.5g消泡剂和1.2g湿润剂，继续低速搅拌15min使各种助剂混合均匀，得混合液；向上述混合液中继续加入20g碳酸钙、30g硅藻土和25g钛白粉，用高速搅拌机以3000r/min的转速高速分散30min，之后加入60g上述制得的掺杂铁离子的纳米氧化钛，提高转速至3500r/min，继续搅拌40min，制得浆料；最后将搅拌好的浆料转移至调漆罐，放置在磁力搅拌机上，在600r/min的转速下加入100mL硅丙乳液和1.2g增稠剂以及5g流平剂继续搅拌25min后出料，即得一种隧道内专用净化汽车尾气光催化涂料。
本实例在操作时，将本发明所制成的隧道内专用净化汽车尾气光催化涂料直接均匀涂抹在待净化的隧道墙上，其中每平方米隧道内壁墙的用量为2000mL，之后在通风的条件下晾3h，使其自然风干、凝固即可。不仅对于环境以及人体没有任何危害，保障了行车安全，而且去除效果显著，使得隧道内汽车尾气中有害排放物的去除率高达90％。