抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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クリーンと空気浄化能力はグリーン建築の発展の二つの重要な方向であり、それらは建築体を機能多様化方向に発展させるだけでなく、新材料の応用にもプラットフォームを提供した。大量の都市環境汚染物質(窒素酸化物、揮発性有機化合物など)と直接接触するため、空気浄化能力を有する光触媒セメント材料は人々に広く注目されている。過去数十年において、直接的にスラリー表面に噴霧するか、セメント原料との混合方法を用いることにより、国内外では、TiO2光触媒材料をいくつかの実際の工程に応用することが相次いでいる。しかし、TiO2光触媒はセメント基材において、効率的かつ安定的にその性能を発揮させるために、二つの重要な問題を解決する必要がある。(1)それは,セメントマトリックスにおける分散性と耐久性の問題を解決することができた。(2)その量子効率と可視光利用率について検討した。後者に対して、現在の材料の調製と修飾方法、例えば金属、非金属修飾などはすでに量子効率と可視光活性が良いTiO2類の光触媒材料を得ることができる。結果は,セメント水和生成物(水酸化カルシウム,C-S-Hゲルなど)の被覆,後期炭化によるガスと光線拡散の減少が,セメントベース材料におけるTiO2光触媒の耐久性と利用率の差の原因となる可能性があることを示した。本論文では、ナノTiO2触媒をセメント基材に予め担持させた多孔性粗骨材表面について報告し、そして担持型触媒全体をセメントマトリックス中に導入する触媒応用方法により、TiO2触媒のセメントベース材料における触媒効率と耐久性を有効に向上させることができることを発見した。ミクロンサイズの活性化フライアッシュは良好なセメントベースの材料適合性を有し、簡単なアルカリの励起手段を採用することで、孔径が50nm以下のメソ孔と微小孔類のゼオライト材料を形成でき、光触媒材料の触媒性能に影響を与える。そのため、フライアッシュの特徴に基づき、TiO2触媒のセメントベース材料における応用効率と触媒耐久性をさらに向上させるため、アルカリ励起法を用いて、大きな比表面積とメソ構造のゼオライト類フライアッシュ材料を得、それをナノTiO2触媒に応用した。次に,ゼオライトベースのフライアッシュ/TiO2光触媒セメント材料をセメントマトリックスに導入して,ゼオライト/フライアッシュ/TiO2光触媒セメント材料の触媒性能に及ぼす光還元Ag修飾の影響とその触媒耐久性を研究した。結果は,階層的細孔構造を有するゼオライトフライアッシュ担体が,TiO_2光触媒によるセメントマトリックスへの暴露度を効果的に向上させることができることを示し,また,気相ベンゼン(200×10-6初期濃度)の光触媒除去能力を増加させた。最適なAg修飾量(1.4×10-4wt%)のゼオライト/フライアッシュ/TiO2光触媒セメントサンプルによる気相ベンゼンへの光触媒擬一次反応速度定数は9.91×10-3minに達した。1つは,それぞれ,ゼオライト様フライアッシュ/TiO2光触媒セメント試料と純TiO2光触媒セメント試料の効率の3倍と10倍であった。光触媒安定性の結果により、3回の触媒サイクル後に、サンプルの気相ベンゼンに対する光触媒除去率は依然として96.3%(180 min)に達することが分かった。セメント基材の炭素化は,光触媒の耐久性に影響を及ぼす重要な因子であると考えられる,そして,ゼオライト類フライアッシュ/TiO2光触媒セメント試料の28日間の加速後の光触媒性能を評価した。結果により、加速した炭化後、サンプルの気相ベンゼン光触媒除去率は11%だけ低下し、同じ条件下で純TiO2セメントサンプルの性能と比べ、触媒の耐久性は著しく向上し、ゼオライト類のフライアッシュ担体はTiO2のセメントマトリックス中の触媒耐久性を有効に向上させることが分かった。これは,高いカルシウム/ケイ素比,C-S-Hゲルおよび水酸化カルシウム結晶のような,高い細孔特性のために,水和生成物の形成に及ぼす影響を減少させることができる可能性がある。Data from the ScienceChina, LCAS. Translated by JST【JST・京大機械翻訳】
