上海科技报:上师大学生研发“吸霾混凝土” ——路面在“呼吸”中就可分解有害气体

发布者:系统管理员发布时间:2015-12-10浏览次数:1665


来源:上海科技报 2015年4月15日
标题:上师大学生研发“吸霾混凝土” ——路面在“呼吸”中就可分解有害气体
记者:吴苡婷

        实验证明,机动车尾气是中国大城市PM2.5的主要污染来源之一。除了使用清洁能源汽车替代传统汽车外,上师大学子又开辟了一个新的研究思路,那就是打造可以轻松吸霾的神奇路面。

        雾霾天中产生的奇思妙想

        2013年年末,全国出现了大范围的雾霾天气,各种相关新闻报道铺天盖地。对此,上海师范大学建筑工程学院的大二学生白天明思考,能不能找到一种解决雾霾问题的简易办法呢?颇具钻研精神的白天明开始了一段特殊的研究之旅,他利用学校资源大规模地翻阅国内外相关研究数据,还从淘宝上买了一个雾霾检测仪,在校园里开始测量。他惊奇地发现,虽然身处绿化带茂盛、远离城市的上师大奉贤校区,但是这里的PM2.5的浓度并不低,就连图书馆也达到了每立方米50微克。

        结合自己的专业,白天明开始琢磨是否能打造一种可以吸收有毒有害气体的路面,因为他看到研究数据显示,汽车排放的尾气中毒害最强的苯酚类、羟基类有毒有害气体85%会下沉到路面,而且这些气体在常规情况下极难被分解。如果能找到让有毒有害气体在路面上实现轻松分解的有效方法,那么困扰城市的雾霾问题可以得到大幅度的缓解。

        有毒有害气体被轻松消灭

        白天明开始组建研究团队,建筑工程学院的陈书娴、梁晓天、顾彧萌同学,以及数理学院的许帆同学因为志同道合加盟团队,他们在学院朱美春副教授指导下开始了繁重的研究工作。

        他们把目光锁定在光催化降解技术上。这是一种利用光触媒进行光催化降解反应的应用技术。光催化剂是其中的“魔法师”。纳米二氧化钛这种光催化剂在光源(l<400纳米)的照射下,可以产生具有极强的氧化还原性的电子和空穴对,将污染物转换为无害或低害物质。而且这种催化分解是可以长期循环的。

        在反复比较测试后,他们采用空心管状支架路面方式,在支架空隙间浇注水泥混凝土承重,将含有纳米二氧化钛的沥青混合料应用在铺面工程中。路基采用负离子材料混合砂石层,其中夹杂空体储水球。

        让白天明兴奋地是,他们的研究成果效果十分显著。在实验中,将一支点燃的烟头放入装有路面材料的密封桶中,PM2.5的测试仪立刻上升到最高值,仅仅9分钟后,密封桶中的PM2.5值就迅速降低,内部空气质量达到“优”。

        盼望向产业化方向进军
  

        白天明表示,吸霾混凝土添加的催化剂纳米二氧化钛在工业上是一种辅助添加剂,价格不贵,而且在生产过程中不会造成污染。团队在实验室使用时,每平方米使用量100克,成本大约是50元,如果批量生产,成本下降幅度很大。

        这项研究的后续发展空间相当巨大。朱美春说,不仅路面可以使用这项技术,路面上的防噪音设施,以及各大建筑和桥梁也可以普遍采用这项技术,一个天罗地网的循环雾霾净化系统将出现在我们的日常生活中。

        研究团队的目标是尝试创业,将该研究成果转化为实际的产品。“我们希望设计和提供一套全方位的生态道路系统,除了吸霾道路的核心技术外,我们也将配合使用作为‘天然的空气清新器’的植物树木。”白天明介绍说。

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