负载光催化材料的再生集料透水混凝土的制备及其性能研究的开题报告.docx

负载光催化材料的再生集料透水混凝土的制备及其性能研究的开题报告
一、选题的背景及意义
随着城市化进程的加快以及经济的发展，各类污染物的排放和环境污染问题日益突出。其中，大气污染、水污染等已经成为影响公众健康和生产生活质量的重要因素。为了改善城市环境，降低各类污染物排放，城市道路、广场等公共区域往往采用透水混凝土作为铺装材料。透水混凝土能够有效的改善城市地表的水循环，避免城市水资源的浪费，也能够减轻城市排水系统的负担，降低城市内涝的风险。同时，透水混凝土还具有降低车辆行驶噪声的功能，提高城市道路的舒适性。
近年来，光催化技术被广泛应用于污染物降解领域。光催化技术通过激活光催化剂表面的光子来激化光催化剂，使其具有催化分解污染物的能力，可降解各种有机污染物和无机污染物，包括VOCs、NOx、SOx等污染物。相比传统的污染物处理方式，光催化技术具有处理速度快、效率高、无二次污染等优势，已经成为环境保护领域研究的热点之一。
以往的透水混凝土往往采用颗粒较细的碎石作为骨料，在雨水通过透水混凝土表面流经下部的基础设施过程中，会夹带大量的污染物，其中包括颗粒较小的微粒，降低了下部设施的使用寿命，对城市基础设施造成了不可估量的损失。通过负载光催化材料的环境透水混凝土的制备，可以在透水混凝土表面形成一层具有光催化降解能力的涂层，实现透水混凝土在雨水流经过程中对流经水体中的污染物进行降解，从而减少对下部设施的损伤，改善城市环境质量。
因此，本文拟进行负载光催化材料的再生集料透水混凝土的制备及其性能研究，为城市环境污染治理和城市基础设施建设提供一定的科学参考。
二、选题的研究内容和研究方法
1.研究内容：
（1）再生集料的制备：采用建筑废弃物等市政工程中废弃物作为原材料，通过加工、筛选等方式制备再生集料。
（2）负载光催化材料的制备：采用二氧化钛nano-TiO2等光催化材料将再生集料表面负载光催化材料，制成具有光催化降解污染物的功能。
（3）透水混凝土的制备：将制备好的再生集料用适当的比例替代传统的碎石进行透水混凝土的制备，采用适当的掺和物或改性剂提高透水混凝土的性能。
（4）性能测试：对制备好的透水混凝土进行几何参数测试、生产性能测试、力学性能测试，对光催化降解性能进行实验研究。
2.研究方法：
（1）实验室试验：在实验室中，通过制备适当比例的再生集料和光催化材料，对透水混凝土的制备过程进行实验研究，并对透水混凝土的性能进行测试。
（2）现场测试：在实际城市环境中进行透水混凝土的应用测试，对透水混凝土表面的光催化降解性能进行监测。
三、预期的研究成果
通过负载光催化材料的再生集料透水混凝土的制备及其性能研究，预期可以取得以下成果：
（1）制备透水混凝土的质量相对稳定。通过对再生集料进行筛选和二氧化钛nano-TiO2等光催化材料的负载处理后，制备出质量均匀、结构合理的透水混凝土。
（2）透水混凝土的透水性能良好。在满足透水混凝土力学性能的基础上，采用适当的比例替代传统的碎石，实现透水性的同时具有光催化降解污染物的功能。
（3）透水混凝土的光催化降解性能优良。在透水混凝土中负载光催化材料后，可以实现针对多种污染物的光催化降解，达到一定的降解效果。
（4）提高城市环境质量和延长城市基础设施使用寿命。在城市中的透水混凝土得到广泛应用后，能够通过雨水径流来大范围的降解各种污染物，从而改善城市环境质量，提高城市基础设施的使用寿命。
四、进度安排
本研究计划为期两年，按照以下进度安排进行：
第一年：调研和文献资料收集；再生集料的制备；光催化材料的制备；透水混凝土的制备。
第二年：对透水混凝土的性能进行测试；在实际城市环境中进行透水混凝土的应用测试；完成研究论文的撰写和数据分析。
五、参考文献
1.翟桂林,赵运峰.光催化理论及其应用[M].北京:北京科学出版社,2006.
2.VincentS.Joseph,AlainClément,FabienneBaraud,etal.PhotocatalyticpaintsforNOxabatement:Fromlaboratoryscaletoprototypeapplication[J].JournalofHazardousMaterials,2012,211:447-456.
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4.黄德飞,关祝林,徐传祥.透水混凝土在城市规划中的研究与应用[J].建筑材料学报,2011,14(3):325-329.
6.G.Liu,X.Zh