综述掺杂改性纳米TiO2光催化性能的方法
综述掺杂改性纳米TiO2光催化性能的方法
摘要：二氧化钛作为一种光催化材料，在净化污染和保护环境方面被认为是最有潜力的一种材料。其光催化性能已得到了广泛的研究，目前已经在光电性能和光催化净化环境方面开发了很多实际的应用。而通过对二氧化钛纳米颗粒进行金属掺杂改性和非金属掺杂改性可以提高二氧化钛的光催化性能，使其满足现代生活中各种不同的需求。
关键词：二氧化钛光催化掺杂
Abstract：As a promising photocatalyst, TiO2 materials are expected to play
an important role in helping solve some serious environmental and pollution problems. Enormous efforts have been devoted to the research of TiO2 material, which have led to many promising applications in areas photovoltaics and photocatalysis. By the modification of TiO2, such as doping with nonmetal or metal atoms, it is possible to facilitate the photocatalytic activity of TiO2 and further improvement of current and practical TiO2 nanotechnology.
Keywords：TiO2photocatalytic doped
1.前言
在二十世纪早期，二氧化钛就已经被广泛应用于颜料、防晒霜、涂料、药膏、牙膏等领域中，而自从1972年Fujishima发现二氧化钛电极在紫外光照射下可以光解水制氢以来，二氧化钛的光催化性能得到了广泛的研究，目前已经在光电性能和光催化净化环境方面开发了很多实际的应用。作为一种光催化材料，二氧化钛在净化污染和保护环境方面被认为是最有潜力的一种材料，众所周知二氧化钛的量子产率是由光致电子与空穴的产生与复合决定的，而二氧化钛的颗粒大小与几何结构则会直接影响光致电子与空穴的运动变化，具有较小的晶粒大小一般来说会提高二氧化钛的光学性能。因此，通过制备均匀细小的二氧化钛纳米颗粒以及对二氧化钛进行改性如：掺杂、半导体复合、表面贵金属修饰和有机染料敏化等方法，都可以提高二氧化钛的光催化性能，使其满足现代生活中各种不同的需求。本文将重点介绍通过掺杂的方法对二氧化钛纳米颗粒进行改性。
2.掺杂改性
任何物质的光学响应很大程度上都是由它的基本电子结构来决定的，对纳米尺寸的材料来说，一种物质的电子性能与它的化学构成（原子或者离子间键的化学性质）、原子排列和物理维度（载流子限度）紧密相联。TiO2的化学组分可以通过掺杂来改变，那就是，为了改变物质的光学性能，金属（Ti）或者非金属（O）的组成可以被替代，希望可以既保持原催化剂的完整晶体结构，又可以在电子结构上产生有利于活性的改变。由于电荷状态与离子半径的不同，将TiO2中的Ti4+离子用别的金属离子替换比较容易，而将O2-替换成别的非金属离子比较困难。纳米颗粒较小的尺寸特点有利于二氧化钛化学组分的改变，这是由于在纳米材料中固有的晶格应变使结构扭曲程度比较大造成的。
2.1金属离子掺杂
金属离子掺杂是利用物理或化学方法，将金属离子引入到TiO2晶格结构内部，从而在其晶格中引入新电荷、形成缺陷或改变晶格类型，影响光生电子和空穴的运动状况、调整其分布状态或者改变TiO2的能带结构，最终导致TiO2的光催化活性发生改变。合理的金属离子掺杂可使TiO2吸光波长发生红移、光吸收能力提高、TiO2表面对目标反应物的吸收增加、电子和空穴复合率降低，从而提高TiO2的光催化性能。
由各种金属掺杂的二氧化钛已经用各种方法制备出，合成金属掺杂二氧化钛的方法主要有三种类型：湿法化学合成法、高温反应法、以及对二氧化钛纳米材料进行离子注入法。湿法化学合成法通常是将钛的前驱体与水或者别的溶剂混合后进行加热反应。Choi等人[1]用溶胶凝胶法合成了21种金属掺杂的二氧化钛，并且对每种金属掺杂的二氧化钛进行了系统研究，发现金属掺杂可以明显改变二氧化钛的光学反应、电荷复合速率以及介面电子传播速率。Nagaveni等人[2]用溶液氧化法合成了W、V、Ce、Zr、Fe和Cu离子掺杂的锐钛矿型二氧化钛并且发现固溶体的生成只限制在掺杂离子浓度很小的范围内。Wang等人[3]用水热法合成了Nd3+掺杂二氧化钛和Fe（III）掺杂二氧化钛，并且发现只有在反应溶液pH值大于6时，才会生成均匀的铁-钛氧化物固溶体。Cao等人[4]采用等离子体增强化学气相沉积法合成了Sn4+掺
杂二氧化钛纳米薄膜，发现经过掺杂后，二氧化钛表面缺陷增多。Wang等人[5]利用将有机金属离子液体在RF热等离子体中进行氧化裂解制备出Fe（III）掺杂二氧化钛，并且发现掺杂后的金红石相二氧化钛比锐钛矿型二氧化钛光催化性能有很大提高。
到目前为止，研究者们几乎讨论了所有金属离子包括碱金属、碱土金属、过渡金属和稀土金属等，其改性原理多是基于金属离子掺杂引发纳米TiO2晶格畸变，形成电子捕获陷阱，进而达到分离电子空穴的目的[1]。从金属离子掺杂研究来看，一定浓度梯度的离子分布/扩散，有利于电子空穴的分散及分离，因而更能够提高纳米TiO2的光催化性能。
Choi等[1]以氯仿氧化和四氯化碳还原为模型反应,研究了包括19种过渡金属离子V3+、V4+、Cr3+、Mn3+、Fe3+、Co3+、Ni2+、Zn2+、Ga3+、Zr4+、Nb5+、Mo5+、Ru3+、Rh3+、Sn4+、Sb5+、Ta5+、Re5+和Os3+及Li+、Mg2+、Al3+掺杂纳米TiO2的光催化效果。研究结果表明：掺杂0.1%～0.5%的Fe3+、Mo5+、Ru3+、Os3+、Re5+、V4+及Rh3+后大大提高了TiO2的光催化氧化-还原性能；具有闭壳层电子构型的金属如Li+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Ga3+、Zr4+、Nb5+等的掺杂影响很小；掺杂Co3+会降低对四氯化碳和氯仿的光催化氧化活性。
另外，掺杂剂浓度对光催化活性也有很大的影响，存在一个最佳浓度值。通常情况下低浓度是有益的，而高浓度则不利于反应的进行，但浓度太低时(低于最佳浓度)，TiO2中由于缺少足够的陷阱，也不能最大限度提高催化活性。Anpo等人[6]用高能注入法的研究证实：V、Cr、Mn、Fe及Ni的注入可将TiO2的光谱响应范围拓展到可见光区，其红移的程度不仅取决于过渡金属离子的注入量，而且与所注入的过渡金属类型密切相关。其红移程度的排序为：V>Cr>Mn>Fe>Ni，过渡金属掺杂可使TiO2利用太阳能的效率提高20%-30%。Fuerte等人[7]研究了V、Cr、Nb、Mo、W、Mn、Fe、Ni、Ce等过渡金属掺杂TiO2的可见光催化活性，结果显示掺杂TiO2的光催化活性要比TiO2好。Zhao等人[8]报道了Pt改性TiO2在可见光条件下降解染料磺酰罗丹明(SRB)的研究。结果表明Pt掺杂TiO2的光催化性能是未掺杂TiO2的3倍。Yu 等人[9]以甲基蓝降解为模型反应，研究了Cr掺杂介孔TiO2(Cr-TiO2)的可见光催化性能，与TiO2相比，Cr-TiO2的光催化效果更好。Zhu等人[10]用非水解溶胶-凝胶法制备出了Fe掺杂介孔TiO2(Fe-TiO2)的可见光催化剂，甲基蓝降解实验表明用非水解溶胶-凝胶法制备的Fe-TiO2的可见光催化效果比没有掺杂的TiO2要好，同时也比用传统溶胶-凝胶法制备的Fe-TiO2要好。Iwasaki等人[11]的研究表明：Co、Cu和Fe在影响TiO2的光催化性能方面有类似的作用。由此可以推断，这类具有多个能级的中间价态金属离子在提高TiO2光催化性能方面具有更大的优势。另外，离子半径也是一个重要的影响因素。
基于稀土元素优良的特性和TiO2的各种局限性，近年来众多国内外学者报道了大量关于稀土元素掺杂改性TiO2的可见光催化剂，并取得了一定的成果。Ranjit等[12]通过溶胶-凝胶法合成了镧系稀土元素氧化物掺杂改性TiO2的光催化Ln2O3/TiO2(Ln=Eu、Pr和Yb)，并以降解水杨酸和t-肉桂酸为模型反应，研究了其吸附和光催化性能。研究结果表明：掺杂后的Ln2O3/TiO2光催化剂能使水杨酸和t-肉桂酸降解并完全矿化，且其对水杨酸和t-肉桂酸的吸附量比未掺杂镧系稀土元素的TiO2催化剂分别高出了3倍和2倍。他们进一步指出，镧系稀土元素掺杂有助于提高TiO2的光催化性能，是因为镧系稀土离子与有机污染物在光催化剂表面形
成了路易斯酸-碱络合物。Xu等[13]以亚硝酸为模型污染物，系统研究了稀土离子掺杂改性TiO2(RE/TiO2，RE=La3+、Ce3+、Er3+、Pr3+、Gd3+、Nd3+、Sm3+)的光催化性能。研究发现，与未改性的TiO2相比，在TiO2中掺杂适量的稀土离子可以将TiO2的光谱响应范围扩展到可见光区，同时可以有效地抑制光生电子和空穴的复合。另外，稀土离子掺杂也可以增大TiO2对NO2的吸附量，从而提高其可见光催化性能。同时，稀土离子的掺杂量也是影响光催化性能的一个重要因素，当稀土离子的掺杂量为0.5%时，可以最有效地实现光生载流子的分离，故光催化效果最佳。他们还发现在所有研究的稀土离子中，Gd3+掺杂的光催化效果最理想，这是因为Gd3+掺杂提高了界面电子的转移速率。Xie等[14]使用化学共沉淀-胶溶-水热法制备出了Ce4+改性的TiO2(Ce4+-TiO2)，染料X-3B的降解实验表明其光催化性能显著提高。Su等[15]使用超声法制备出了Pr(NO3)3-TiO2可见光催化剂，罗丹明和4-氯苯酚降解实验表明其有很好的可见光催化性能，Pr(NO3)3通过金属-配体的电荷转移反应形成Pr(Ⅳ)和NO2-3中间体从而引发了可见光催化反应。我国稀土资源丰富，同时稀土性价比高，可重复利用，无二次污染，是环境友好材料，因此开发稀土掺杂TiO2可见光催化剂对我国环境和经济可持续发展具有重要意义。
杂质金属离子掺入TiO2后,改变了其光催化性能。由此人们提出了很多掺杂机理模式。其中运用半导体缺陷理论，从能带结构及载流子的传递过程等角度来解释更能触及TiO2掺杂光催化的本质。Umebayashi 等人[16]采用FLAPW(全势线性缀加平面波)方法为基础的密度泛函理论，利用能带结构的第一性原理对V、Cr、Mn、Fe、Co和Ni掺杂二氧化钛的电子结构也就是态密度（DOSs）进行了分析。如图1，他们发现当二氧化钛被V、Cr、Mn、Fe或Co掺杂后，形成一个新的电子定域能级，电子密集在每个掺杂原子的附近，当掺杂元素的原子数量增多时，定域能级向低能量方向移动。因此，当新的定域能级位于二氧化钛导带附近时，会形成浅势俘获阱，容易捕获激发到TiO2导带上的光电子。而当定域能级位于二氧化钛价带附近时，则形成易于捕获价带空穴的深势俘获阱，两种势阱都能起到分离电子空穴对的作用。Choi 等人[1]从光生载流子(即光生电子与空穴)，载流子的俘获与传递，及载流子的复合失活等几个方面研究了TiO2的掺杂机理，认为杂质金属离子掺入TiO2后，改变了TiO2相应的能级结构。杂质离子能级不仅可以接受TiO2价带上的激发电子，也可以吸收光子使电子跃迁到TiO2的导带上。由于掺杂能级处于禁带之中，使长波长光子也能被吸收，从而扩展了TiO2吸收光谱的范围。同时，TiO2导带上的光生电子和价带上的光生空穴，也能被杂质能级俘获，使电子和空穴分离，从而降低了电子空穴的复合几率，延长了载流子的寿命，使单位时间单位体积的光生电子和空穴的数量增多。载流子传递到界面发生氧化还原的机会也随之增多，TiO2的光催化效率就提高了。当然，杂质离子也会成为电子空穴的复合中心，有不利于催化剂光催化活性的一面。因此掺杂离子存在一个最佳的掺杂浓度。
图1. 金属掺杂二氧化钛的态密度图(Ti1-x A x O2，A ：V, Cr, Mn, Fe, Co, or Ni) [16]因此，掺杂金属离子提高TiO2光催化性能的机制可概括为以下几个方面[17]：首先，掺杂可以形成捕获中心，捕获电子或空穴，抑制h+/e-的复合；其次，掺杂可以形成掺杂能级，使能量较小的光子能够激发掺杂能级上捕获的电子和空穴，从而扩展了TiO2吸收光谱的范围；再次，掺杂可造成晶格缺陷，有利于形成更多的Ti4+氧化中心。
2.2非金属掺杂
2001年，Asahi等[18]报道了氮掺杂的TiO2光催化剂2TiO2-x N x的制备，将TiO2光催化剂的光激发波长拓展到可见光区，并保持其在UV区的光催化活性基本不变，引起了国内外学者的广泛关注。在近几年时间里，已发展了氮、碳、硫、氟、碘、磷、硼等非金属改性TiO2光催化剂；其制备方法也由溅射法、粉体氮化法，发展到如机械化学法、溶剂热化学方法、离子注入法、金属有机物化学气相沉积法、水解法、喷射高温热分解法等多种方法，在非金属改性TiO2光催化剂的合成方面取得了巨大的进展。
2001年Asahi等[18]首次通过理论计算证明以非金属元素掺杂改性的可行性。作者认为掺杂使得TiO2具有可见光催化活性，需满足下列要求：（1）掺杂应该在TiO2带隙中形成能够吸收可见光的能级；（2）导带最小能级(Conductionband Minimum，CBM)，包括杂质能级，应高于TiO2导带最小能级或高于H2/H2O电位以保证其光还原活性；（3）形成的带隙能级应该与TiO2能级有足够的重叠，以保证光激发载流子在其寿命内传递到达催化剂表面的活性位置。作者采用全势线性缀加平面波(Full-potential Linearized Augmented Plane Wave，FLAPW)
方法在局域密度近似( Local Densityapproximation ，LDA)框架内计算了N 、C 、F 、P 和S 等元素替代锐钛矿TiO 2后的态密度(densities of states ，DOSs)，结果表明，N 元素掺杂是最有效的。自Asahi 的开创性工作以来，国内外对非金属元素掺杂改性的研究形成了新的热点，主要研究了N 、C 、F 、S 、B 等元素掺杂改性TiO 2光催化剂，对非金属掺杂的机理以及非金属掺杂对可见光响应的机理也进行了研究。
2.2.1 N 掺杂
2001年Asahi 等[18]基于C 4-、N 3-、F -、P 3-和S 2-对锐钛矿型TiO 2中O 2-进行取代掺杂的密度函数理论计算结果提出，N(2p)能够与O(2p)能级相杂化而使TiO 2的禁带宽度缩小是N 掺杂TiO 2产生可见光活性的原因(见图2)。
图2. 不同可见光活性机制下锐钛矿型TiO 2的能带结构示意图 然而2003年Irie 等[19]在研究TiO 2-x N x 粉末光催化降解气态异丙醇时发现，TiO 2-x N x 在可见光下的量子产率大大低于其在紫外光下的量子产率，从而对Asahi 等人的观点产生了质疑。因为如果N(2p)与O(2p)能级产生了相互杂化，那么无论用可见光还是用紫外光照射，TiO 2-x N x 粉末光催化降解的量子产率应该是相同的。因此，他们认为N 掺杂TiO 2产生可见光活性的机制是，掺杂的N 在TiO 2的禁带中产生了一个孤立的能态，而且这个能态就位于TiO 2的价带之上(见图6b)。2004年Nakamura 等[20]认为Irie 等人通过分析光降解产物来评价TiO 2-x N x 粉末光催化活性的方法带有局限性。因为这种通过分析降解产物的评价方法无法区分反应产物是由光诱导氧化反应还是由光诱导还原反应产生的。为此，他们采用光电化学评价方法：先将制得的氮掺杂TiO 2粉末配制成料浆，再用料浆在导电玻璃基板上制成氮掺杂TiO 2薄膜电极；然后采用三电极构造，分别测定以未掺杂和氮掺杂TiO 2薄膜电极为阳极的光电流。由于光电流只能由光诱导氧化反应产生，所以这种光电化学评价方法在认识N 掺杂TiO 2光催化剂的可见光机制上可以获得更为确定的结果。他们的研究结果表明，氮掺杂TiO 2的可见光活性应归因于，在TiO 2价带上方形成了N 孤立能态，而不是像Asahi 所认为的那样，N(2p)与O(2p)能级相杂化而缩短了TiO 2的禁带宽度。由此可见，Nakamura 等人的研究进一步证实了Irie 等人的观点。此外，Wang 等[21]和Lee 等[22]都运用第一原理密度函数理论，计算了氮掺杂取代氧的锐钛矿
3.2e oxygen
vacancy states
型TiO2的电子结构。两研究组的计算结果都表明，氮掺杂所引入的N 2p能态出现在TiO2的禁带中，位于TiO2价带最大边(Valence Band Maximum，VBM)之上，而且它们与O(2p)轨道的杂化太弱而不足以产生明显的禁带窄化作用。
Livraghi等[23]首次将电子顺磁共振(EPR)、X射线光电子能谱(XPS)和密度函数理论计算相结合，证明在锐钛矿型TiO2晶格中存在两种氮：取代氧的N原子和位于间隙的N原子，取代氮原子的能态就位于价带之上，而间隙氮原子的能态位于禁带深部；而且氮掺杂可能伴随着氧空位的产生。此外还指出，这两种掺杂N的相对含量取决于制备条件，如煅烧气氛中的氧浓度以及焙烧温度等。另外，Ihara等[24]提出别的N掺杂TiO2可见光机制，其可见光活性源于TiO2晶格中存在的氧空位。他们认为：N在TiO2中应该处于一种相互作用较弱的位置，如氧空位；而且氧空位的能态就处于导带能级的下方，也可提供低的能量激发途径；煅烧温度为400℃时形成最大量的氧空位，从而导致产物具有最低的反射率和最大的可见光活性；掺杂的N可能起阻止氧空位被再氧化的作用。
综上所述，N掺杂TiO2的可见光活性机制可能因其制备方法的不同而存在差异；氮掺杂对TiO2带隙结构的改变以及由此产生的氧空位，可能都是其产生可见光活性的原因；氧空位是载流子复合中心还是可见光活性中心，可能与氧空位的密度有关。
2.2.2 C掺杂
Nakano等人[25]发现在C掺杂的二氧化钛中导带之下依次在0.86、1.30和2.34 eV处出现了三个深能级，其中第一个能极是二氧化钛本身存在的，而其它两个能级则是由于C的掺杂而引起。另外，出现在2.34处明显的能级主要是由于与O2p共价发生杂化产生的。
碳掺杂改性开创性的工作是Khan等[26]在Science上首次报道了以天然气火焰热解钛金属而得到碳掺杂改性的TiO2光催化剂。他们以0.25mm厚的钛金属片在天然气火焰中(含CO2和H2O)热解，温度维持在850℃，热解时间13min，可以得到灰黑色的碳掺杂TiO2光催化剂膜(CM-n-TiO2)；而在管式电炉中相同热解温度、氧流量、热解时间的条件下，得到的样品为浅灰色(n-TiO2)。XPS结果表明CM-n-TiO2的平均结构组成为n-TiO2-x C x、x为0.15。作者认为火焰中的CO2促进了碳与TiO2膜的结合，而H2O的存在促进了TiO2膜的形成速率。光谱吸收结果表明CM-n-TiO2在535 nm和440 nm处各有一个吸收带边，而n-TiO2仅在414 nm处显示吸收带边。作者认为CM-n-TiO2显示两个吸收带边说明其存在两种可能的结构。
尽管Asahi等[18]理论计算的结果认为掺杂C的TiO2会由于杂质能级深而无法满足带隙能级与TiO2能级有足够的重叠，但是Khan等掺碳CM-n-TiO2对水的光催化分解的实验结果并不支持这一结论，掺碳CM-n-TiO2与样品相比光转换效率显著提高。其他一些研究者也发现了类似的结论，如Irie等[27]通过直接氧化TiC得到锐钛矿型TiO2-x C x，在400-530 nm的光源下能将2-丙醇转化为丙酮和CO2。作者认为是C取代了晶格氧，并且C的2p轨道与O的2p轨道杂化，从而使禁带宽度减小得到可见光的响应。
Wang等[28]以密度泛函理论计算了碳掺杂TiO2的结构，发现掺杂的碳显著改变了TiO2的电子结构，并提高了其光活性。与体相TiO2相比，碳掺杂TiO2的CBM（Conduction Band Minimum）并没有改变，但在价带边形成了新的电子态（图3）。分析碳的DOS可以发现，
这些新形成的电子态（C2p电子）与深入到TiO2价带上部的电子态（O2p电子）一样，都是半充满结构。这样，作为替换掺杂（Substitutional）的结果，碳掺杂TiO2的价带边移到较高能量的位置，从而发生了带隙变窄，从而导致在可见光下的光催化活性增强。
图3.碳掺杂金红石TiO2的态密度图[28]
2.2.3 F掺杂
Yu等[29]在制备TiO2的过程中以NH4F为F源，将F引入TiO2晶格，得到TiO2-x F x的掺杂催化剂，对气相光催化降解丙酮表现出高的活性。Li等[30]以H2TiF6水溶液喷射热解的方法制备出掺杂F的催化剂，发现F的掺杂形态有两种：一种为TiOF2形态，一种为置换晶格O原子的F，两种F在XPS的电子键能分别为685.3和687.8eV。F掺杂的TiO2无论是紫外光还是可见光对乙醛的光催化都表现出高的活性，作者认为是由于掺杂F导致了表面酸性的增强、氧空位的形成和活性位的增加造成的，其可见光的活性则是由于氧空位引起而不是由于F掺杂对吸收光谱的变化产生。
上述作者所制备的F掺杂锐钛矿型TiO2在紫外可见光谱上并没有观察到吸收能带的变化，这与Yamaki等[31]计算结果是一致的，说明掺杂F不会对TiO2的可见光吸收产生影响。此外，掺杂的F由于阴离子电荷的缺失，会引起带隙态密度的降低和对光蚀稳定性的增强。另一方面，有学者认为表面氟化或形成表面氟配合物是F掺杂催化剂活性提高的重要原因[32-124]。表面氟化是F-与表面羟基的配位交换：TiOH + F-→ TiF + OH-，该反应式的pKF=6.2，而F由于标准电极电位的缘故（F·/F=3.6V对NHE），并不会与价带空穴发生反应。这样价带的空穴有更多的机会与H2O或OH-发生反应形成自由的·OH：TiF + OH-（H2O）+ h+→ Ti F + ·OH free+ H+，自由的·OH比被束缚的·OH自由基（TiOH·+）更有利于反应，所以表面氟化提高了光催化的活性。
2.2.4 S掺杂
Umebayashi等[34]以TiS为前驱物进行氧化得到掺杂S的TiO2，XPS结果证实了掺杂的S存
在形态为S2-，该掺杂样品在紫外光和可见光下均表现出高的活性。Ohno等[35, 36]报道了S4+置换Ti4+的掺杂，作者以亚甲基蓝为对象研究了该掺杂S催化剂的可见光活性，结果发现存在显著的可见光活性，但是由于染料亚甲基蓝存在敏化降解途径，所以其可见光活性尚值得商榷。Yu等[37]报道了S6+置换Ti4+的掺杂，他们以钛酸四丁酯在酸性条件下水解湿法制备得到S6+掺杂TiO2。作者认为由于S2-的直径(1.7 )比O2-直径(1.22 )大，所以Ti-S替换Ti-O需要的能量高，而Ti4+被S6+置换更易发生，XPS也确认了其掺杂的S为S6+。在对革兰氏阳性菌Micrococcus lylae的灭活实验中，观察到该掺杂S的TiO2具有强的可见光活性。
Takashi等[38]以时间分辨漫反射光谱(Time Resolved Diffuse Reflectance Spectroscopy)研究了S掺杂TiO2的光谱性质与反应活性。作者认为掺杂是阳离子S4+置换了晶格Ti原子，吸收带边的红移是因为S的3p电子与价带的混合引起的。在355nm的激光闪光光解实验中，光催化氧化活性表现为未掺杂>S掺杂>C掺杂，而在430 nm的光解实验中，S掺杂和C掺杂样品根本没有活性，尽管电荷载流子在430nm下能够被大量激发。造成这种结果的原因是掺杂的S 形成中间能级，该能级产生的空穴会迅速被S的掺杂位（site）所俘获，导致其迁移能力降低，而且中间能级形成的空穴本身氧化能力也低。他们的结论与Nakamura等[20]掺杂N的结论十分相近。
2.2.5 B的掺杂
Wei Zhao等[39]用TiCl4和钛酸四正丁酯及硼酸合成了一系列不同掺杂比的TiO2-x B x，并在波长大于420 nm光源下对3氯酚、2，4氯酚等有降解作用，还通过比较认为，当B原子比含量为1.32%时，光催化效果最好。他们通过DFT理论计算认为，是B的p轨道和O的2p轨道杂化后使得禁带宽度减小而响应可见光。
2.3 共掺杂
非金属与非金属、金属与金属、非金属与金属掺杂产生的效应具有很好的互补性，因此，可以考虑两种离子同时掺杂TiO2产生的协同作用，共同提高TiO2在自然光下的光催化活性。共掺杂的TiO2比单一掺杂的TiO2光催化活性高，光响应范围也更宽。
2.3.1 金属与金属离子共掺杂
Choi等[40]系统研究了多种金属原子掺杂TiO2粉末，表明Fe3+、Mo3+、Ru3+、Os3+、Re3+
和Rh3+的掺杂可有效提高TiO2的催化活性。随后许多研究人员开始了对TiO2金属共掺杂机理与实验的研究工作，并取得了丰富的理论研究成果与实验成果。吉延江等[41]研究了Cu2+与Al3+共掺杂对TiO2复合薄膜光催化性能的影响，发现吸收边向可见区红移了20～80 nm，可见光吸收范围明显扩大，其共掺杂的二氧化钛光催化效果优于单掺杂的二氧化钛。王洁等[42]研究了Cd-Te共掺杂对纳米TiO2光催化活性的影响，结果表明：共掺杂对TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变有一定的抑制作用，同时使复合催化剂的晶型更加完整，且平均粒径减小，约为10 nm左右。同样，共掺杂的二氧化钛光催化活性优于单掺杂的二氧化钛活性。周艺等[43]采用酸催化溶胶-凝胶法制备了Gd3+、Eu3+两种稀土金属离子混合掺杂的复合TiO2光催化剂，结果表明：一定比例Eu3+、Gd3+的混合掺杂，能增强可见光范围内光响应，对甲基橙的降解效果较好。
Niishiro等人[44]制备了Rh与Sb共掺杂的二氧化钛，发现共掺杂二氧化钛在可见光区有吸收，而且在Ag+催化作用下可以光解水制O2，而Rh与Sb单掺杂的二氧化钛则没有光解水制氧活性。马明远等人[45]采用微乳法制备了纯TiO2纳米粉体、Fe掺杂TiO2(Fe-TiO2)、Ce掺杂TiO2(Ce-TiO2)和Ce、Fe共掺杂TiO2(Fe/Ce-TiO2)纳米复合体。通过X射线衍射、扫描电镜和紫外漫反射光谱等对样品的结构和形态进行表征。以甲基橙溶液为标准模拟降解物，对Fe/Ce-TiO2、Fe-TiO2、Ce-TiO2和纯TiO2光催化降解性能进行评价。结果表明：Fe、Ce掺杂后TiO2的光催化性能明显提高，原因是Fe、Ce掺杂不仅能抑制TiO2晶粒生长，提高TiO2的热稳定性和比表面积，而且能够拓展TiO2的吸收波长范围至可见光区，降低了光生载流子的复合几率。共掺杂对TiO2光催性能的提高具有双重效应，使Fe/Ce-TiO2光催化活性明显高于Fe-TiO2的和Ce-TiO2的。
2.3.2 非金属与非金属的共掺杂改性
由于单元素掺杂容易引起电荷的不平衡，由此产生的缺陷成为电子和空穴的湮灭中心，降低了其光催化性能，因此国内外的研究者尝试通过非金属元素多元共掺杂、双或三非金属元素的共掺杂来实现TiO2光催化剂的可见光激发，拓展光响应范围，提高其光催化活性。邢朋飞等[46]以锐钛矿型TiO2为原料，硫脲为掺杂源，采用机械化学法经过600 r/min，2 h高能球磨后以焙烧处理，合成了S-N共掺杂纳米TiO2粉末。所制备的粉末为锐钛矿、金红石和板钛矿的混合相，对波长大于400 nm的可见光具有良好的吸收性能，其吸收边红移至570 nm；在大于400 nm的可见光照射下，硫脲加入量为10%的样品对甲基蓝的降解率比原料粉末提高了6.11倍。Jing等[47]研究人员采用将TiO2凝胶体，在500℃下置于电离的N2中煅烧得到C-N共掺杂的纳米TiO2，将得到的共掺杂TiO2处理甲基橙溶液，发现其在500 nm处(可见光范围内)有较好的催化活性。并做了X射线、红外以及紫外-可见光分析，对比研究表明：C-N共掺杂的纳米TiO2收缩了能隙带，提高了催化活性。Kohto Nukumizu等[48]在高温氨气氛中用(NH4)2TiF6和SiO2合成的共掺杂N和F的TiN x O y F z，在波长小于570 nm范围内都有响应，并在大于420 nm光源下，pH值为8.5的0.101 mol/L的AgNO3溶液中能光解水。尽管N和F共掺杂的TiO2在可见光下也表现出很好的光解水作用，但目前对其作用机理的讨论还比较匮乏。
2.3.3 金属非金属共掺杂改性
研究表明：掺入的金属离子起扩展TiO2光响应范围的作用，而非金属抑制光生载流子的复合，两者协同作用，可以提高光催化性能及吸收光的响应范围，使吸收边向可见光区扩展，提高太阳光的利用率。Long等人[49]用钝化方法对非金属（N、C）和金属（W、Re、Os）共掺杂锐钛矿型二氧化钛的价带结构进行计算，计算发现所有共掺杂的体系都可以明显降低禁带宽。
Wang等人[50]用溶胶-凝胶法合成了Bi和S共掺杂二氧化钛，共掺杂二氧化钛在500-800 nm之间有强吸收，使得二氧化钛的光催化活性有很大的提高，并且共掺杂二氧化钛比单个元素掺杂的二氧化钛有很大的提高。
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改性沥青生产与技术要求
改性沥青生产与技术要 求 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
崇靖高速公路SBS（I-D）改性沥青生产与技术要求崇靖高速公路中上面层SBS（I-D）改性沥青技术要求： 崇靖高速公路中上面层SBS（I-D）改性沥青生产工艺要求： (1)制造改性沥青的基质沥青应与改性剂有良好的配伍性。供应商在提供改性沥青的质量报告时，应同时提供基质沥青的质量检验报告或沥青样品。 (2)改性沥青宜在固定式工厂或在现场设厂集中制作，改性沥青的加工温度不宜超过180℃。 (3)现场制造的改性沥青宜随配随用，需作短时间保存，或运送到附近的工地时，使用前必须搅拌均匀，在不发生离析的状态下使用。改性沥青制作设备必须设有随机采集取样口，采集的试样宜立即在现场灌模。 (4)工厂制作的成品改性沥青到达施工现场后应存储在改性沥青罐中，改性沥青罐中必须加设搅拌设备并进行搅拌，使用前必须将改性沥青搅拌均匀。在施工过程中，应定期取样检验产品质量，发现离析等质量不符合要求的改性沥青不得使用。 生产工艺流程及特点 1、改性剂 采用复合改性技术，该生产技术去年在多条高速上也进行了应用，效果非常好。本复合改性方案为： ——主改性剂SBS选用岳阳石化4303（道改Ⅱ号改进型），含量3~%； ——辅助改性剂SBR，经过我们预先改性处理，含量~2‰； ——助剂，专门为本技术配方研制，含量~2‰。 以上具体含量要在工地生产现场通过对加工后的改性沥青指标的检测来调整实际含量，其是以最佳的性能指标来决定的。
SBS是目前广泛使用的、能基本适应各种地区气候环境条件的通用改性剂，其特点是能提供良好的高低稳性能，特别是高温性能突出，能大大提高沥青的软化点，防止路面高温时的软化拥包、车辙等损坏，并与沥青有很好相溶性和稳定性。 SBR则具有突出的延展性和弹性恢复，有着非常好的低温性能，对冬季防止路面开裂等问题有非常好的效果； 由于SBS和SBR的相溶性不同，因此需要专门的助剂来促使其发生反应，更好地分散、溶和，并使其被打乱的高分子结构重新结合，形成织构态，这样就大大提高了沥青的各项性能。其反应温度在170℃以上。 由此可见，采用此复合改性技术，可以同时提高高温和低温的性能，更适合温差大的气候特点，保证路面的质量和耐久性。 2、工艺流程 A、将基质沥青从储罐或脱桶器中打入沥青升温罐中，升温至170℃； B、将升温后的基质沥青和改性剂按设计比例分别通过改性沥青设备上的计量泵和改性剂输送系统加入到改性沥青设备的搅拌罐1中，边加料边搅拌，进行溶涨，至预先设定的数量。这样搅拌罐1中就形成沥青和改性剂的混合料； C、打开并关闭改性设备控制柜面板上相应的沥青阀门开关（手动模式需人工设置，自动模式不用），启动胶体磨和变频调速泵，将搅拌罐1中的沥青混合料通过胶体磨磨一遍打入到搅拌罐2中，全部磨完停机； D、再将搅拌罐2中磨过一遍的沥青混合料通过变频调速泵和胶体磨磨一遍打入到搅拌罐1中，如此反复共磨3~6遍，即可得到加工好的改性沥青。磨的遍数是根据每磨一遍后，通过对磨后的改性沥青指标进行检验，以达到要求的遍数来决定的； E、将加工好的改性沥青泵到带有搅拌器的改性沥青储存罐中，在储存的时候进行后期发育，即成为合格的改性沥青，一般后期发育需要1~2个小时左右。 F在现场改性的情况下，发育罐和储存罐可共用一个罐。改性沥青储存罐可直接与拌和站相连，随用随抽。此时改性沥青的储存时间一般不要超过24小时，储存温度在150~160℃左右； 设备配置 此改性沥青工艺设计的生产能力为300吨/天，除去气候、设备维修等因素影响，其实际生产改性沥青能力可达到250吨/天以上。按此规模要求，其相应设备配置为： 1、改性沥青设备（12~15吨/小时）1台； 2、30万大卡导热油炉3台； 3、5~8吨/小时脱筒设备1~2个； 4、50吨沥青升温罐1个； 5、300吨改性沥青储存罐一个； 6、沥青及改性沥青实验及检验仪器一套； 7、电力：380V，三相，300KW以上，最好500KW。
国内外沥青发展现状
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 国内外沥青发展现状 国内外沥青加工的现状沥青(包括石油沥青、煤沥青、天然沥青亦含煤焦油)来源广泛，现已成为道路建筑、房屋建筑、水工建筑、化工建筑、防腐防湿、涂料工业以及炭石墨材料等领域的重要材料和原料。 国内外沥青加工情况如下： 中间相沥青基泡沫炭是由中间相沥青经过发泡、炭化和/或石墨化处理后获得的一种具有低密度、高强度、高导热、高导电、耐火、抗冲击性能的新型炭材料，由于它同时具有炭材料的耐酸碱性、特别低的热膨胀性能，使得这种材料在多种领域中具有广阔的应用前景。 如可以用于卫星、航天飞机等飞行器的防太阳辐射热转移系统;用于火箭发射台面的抗冲击和降低噪声材料;可以用于普通化工厂的大型热交换器(尤其是对于酸碱腐蚀严重的场合特别适用)，也可用于小至计算机 CPU 的排热器件;可用于小型飞机、赛车、赛艇、轮船等快速运行机动工具的端部，使它们在突发的撞击事故中受到保护;也可以用于飞机、轮船等的耐火门窗;还可以用于过滤材料和生物材料等等。 这种材料的优点还在于它的各种性质可以根据具体的应用调整，这在一定程度上可以大大缩减生产这种材料的费用。 因此，不论是在高附加值的航空航天方面，还是在其它高新科 1/ 4
技应用领域都具有十分诱人的应用前景。 SBS 是改善基质沥青高低生能最好的高分子材料之一。 当今，用SBS 作改性剂制作的改性沥青占所有改性沥青的 40%左右。 但它存在着 SBS 分散困难容易老化等特点，采用奥地利的Novophalt改性设备，也有设备磨损快，生产效率低的弊病。 乳化 SBS 改性沥青及其加工方法，属沥青改性及乳化加工技术领域，包括基质沥青，改性剂，由乳化剂加水配制而成的乳化液，其特征在于所述的改性剂为固态高分子聚合物热塑性橡胶SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)，其在基质沥青中的加入量为基质沥青重量百分比的1-8％；所述的乳化液在基质沥青中的加入量为基质沥青重量百分比的 50-100％。 其加工方法为先将固态 SBS 投入沥青中制得改性沥青。 再将改性沥青和乳化液同步输入乳化机乳化，制得乳化 SBS 改性沥青。 焦油沥青约占焦油的 50－60%，因而沥青的利用及升值成为焦油加工的一个重要的课题。 将焦油沥青造球后作为耐火材料的粘合剂，解决了原沥青粘合剂添加困难，混合不匀，耐火材料质量不好的问题炭沥青（Carbobitumen 缩写 CB），或煤－石油沥青（Pitch-Asphalt，缩写 PA），是以石油沥青为基料与软化沥青按一定配比和在适宜条件下共混制成一种新型筑路粘结材料，称。
胶粉改性沥青性能的研究
胶粉改性沥青性能的研究 来源:中国化工信息网 2007 年 9 月 26 日 采用胶粉改性沥青是改善沥青路面性能及实现废橡胶资源化处理的有效措达国家自 20 世纪 60 年代起就进行胶粉改性沥青制备高弹性路面材料的研究，应用技术已基本成熟。我国胶粉改性沥青的研究起步较晚，道路应用还处于试改性沥青也未实现大规模生产。为尽快改变这种状况，近年来我国十分重视胶沥青的研究。本工作探讨胶粉用量和物料混合搅拌条件对改性沥青性能的影响 1 实验 1.1 主要原材料 90#道路石油沥青，昆明公路改造总段机械工程公司沥青拌和厂产品；胶粉125μm，深圳市东部橡胶实业有限公司产品。 1.2 主要设备和仪器 JB90-D 型高速电磁搅拌机，可控温加热器，HDP/VICAT 型软化点测定仪(环SYD-2801 型针入度仪，SYD-0621 型延度仪。 1.3 试验配方 试验配方见表 1。 1.4 将沥青、胶粉、母料(少量沥青与少量胶粉混合而成)和其它助剂在高速搅混合制得改性沥青。 1.5 性能测试 改性沥青软化点按GB/T 0605-1993 测试，升温速率为(5±0.5)℃·min-1。GB/T0604-2000 测定，改性沥青在低于软化点的温度下加热后缓慢注入试样模具模具在15-30℃下自然冷却，其后放入延度仪中进行测试，端模运行速率为5 cm·min-1。针入度按GB/T 0606-2000 测定，改性沥青在120-180℃下脱水并用后注入针入度仪盛样皿内，其后进行测试，试样质量为100 g，标准针自由穿的时间为 5 s。 2 结果与讨论 2.1 胶粉用量的影响 胶粉用量对改性沥青性能的影响见表 2(物料混合搅拌温度、时间和转速分142℃，4 h 和 1 400 r·min-1)。
改性沥青的研究进展
改性沥青的研究进展 黄 彬,马丽萍,许文娟 (昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650093) 摘要 为了得到性能更优良的改性沥青,越来越多的材料被用作改性沥青改性剂,同时新的评价标准和方法及其他领域的新化学分析方法也被用来更完整准确地评价改性沥青的性能。总结了国内外改性沥青的研究现状及进展,从改性机理、性能影响因素及评价方法等方面来介绍各种改性沥青的概况,并概述了改性沥青的发展方向。 关键词 改性沥青 改性剂 机理 发展Rsearch Development of Modif ied Asphalt HUAN G Bin ,MA Liping ,XU Wenjuan (Faculty of Environmental Science and Engineering ,Kunming University of Science and Technology ,Kunming 650093) Abstract More materials ,as modifier ,are used to improve the properties of modified asphalt.Besides ,the new evaluation standards and methods ,new chemical analysis methods are used to evaluate the properties more com 2pletely and accurately.The situation and development of modified asphalt research at home and abroad are summa 2rized.From the aspcts of modification mechanism ,influencing factors and evaluation methods ,various modified as 2phalts are introduced ,and the development trend of modified asphalt technology is illustrated in the paper. K ey w ords modified asphalt ,modifier ,mechanism ,development 黄彬:女,1986年生,硕士研究生,主要研究方向为固体废物资源化 E 2mail :binbin_huang @https://www.docsj.com/doc/dd4084364.html, 马丽萍:女,1966年生,教 授,主要研究方向为工业废气污染控制、固废综合开发利用 E 2mail :lipingma22@https://www.docsj.com/doc/dd4084364.html, 0 前言 普通道路沥青由于自身的组成和结构决定了其感温性能差,弹性和抗老化性能差,高温易流淌,低温易脆裂。而且在过去的10年中,车轴负荷增加、车流量增加、气候条件恶劣,难以满足高级公路的使用要求,必须对其改性以改善使用性能。在沥青或沥青混合料中加入天然或合成的有机或无机材料,熔融或分散在沥青中与沥青发生反应或裹覆在沥青集料表面,可以改善或提高沥青路面性能。 1 改性沥青的分类 在沥青的改性材料中,高分子聚合物是应用最广泛、研究最集中的一种。其他改性材料还有两大类:矿物质填料和添加剂。矿物质填料,如硅藻土、石灰、水泥、炭黑、硫磺、木质素、石棉和炭棉等,对沥青进行物理改性,可提高沥青抗磨耗性、内聚力和耐候性。添加剂,包括抗氧化剂和抗剥落剂,如有机酸皂、胺型或酚型抗氧化剂或阴、阳离子型或非离子型表面活性剂,可提高沥青粘附性、耐老化或抗氧化能力。聚合物改性沥青(PMA 、PMB ),按照改性剂的不同一般可分为3类:①热塑性橡胶类,即热塑性弹性体,主要是嵌段共聚物,如SBS 、SIS 、SE/BS ,是目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂,并以SBS 最多;②橡胶类,如NR 、SBR 、CR 、BR 、IR 、EP 2DM 、IIR 、SIR 及SR 等,以胶乳形式使用,其中SBR 应用最为广泛;③树脂类,如EVA 、PE 、PVC 、PP 及PS 。 2 各种改性沥青及其发展现状 通过SCI 和EI 分别检索近15年来改性沥青在交通、建筑、材料、能源及环境等学科方面研究的文献情况,检索结果如图1、图2及表1、表2所示。根据表1、表2数据和图1、图2情况可以看出,近几年国内外对改性沥青的研究越来越多,尤其以SBS 和胶粉最为突出,出现了多种新型改性剂。下面 将分别介绍各种改性沥青及其发展现状。 图1 SCI 检索统计表 Fig.1 SCI search results 2.1 矿物质材料改性沥青 矿物质材料作改性剂的研究较少,主要为硅藻土、纳米 碳酸钙、矿渣粉、白炭黑等,可与基质沥青形成均匀、稳定的 共混体系以改善沥青性能[1] 。
胶粉改性沥青混合料施工指南
胶粉改性沥青混合料施工指南 胶粉改性沥青，是基质沥青与废轮胎胶粉改性剂通过适宜的加工工序形成的混合物。胶粉改性沥青可用于沥青混凝土、应力吸收层、防水层或其他的路面结构功能层。胶粉改性沥青路面应具有坚实、平整、抗滑、耐久的品质，同时，还应具有高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害以及防止雨水渗入基层的功能。 一、材料要求 1、胶粉改性沥青，技术指标应满足表1的要求。 2、填料，混合料的填料应采用石灰石矿粉或消石灰粉或水泥．不宜使用粉尘。可用水泥全部替代矿粉。 填料不得含有土块、粘土颗粒或其它有害物质。矿粉质量技术要求应符合表2中的规定。
3、细集料，宜采用碎石石屑或机制砂，石屑或机制砂规格应满足表3的要求。细集料中4.75mm筛上残余应小于细集料总量的50％，0.3mm以下宜采用石灰岩石料。细集料质量技术要求应满足表4中的规定。 4、粗集科，粗集料应选用洁净、干燥、无风化、无杂质、表面粗糙的材料，其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中的相关规定。 二、胶粉改性沥青混合料配合比 1、胶粉改性沥青混合料配合比设计 废轮胎胶粉改性沥青混合料配合比设计按马歇尔试验方法进行，确定合适的改性沥青用量及矿料级配。马歇尔试验结果应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF 40-2004)的有关技术要求，但试验温度应相应提高l0℃-20℃。应遵循《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF 40-2004)中关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配合比、生产配合比及试拌试铺验证的三个阶段，确定矿料级配及最佳改性沥青用量。 2、技术要求，沥青混合料的技术指标应符合表5的规定。
纳米改性沥青及其路用性能
纳米改性沥青及路用性能研究 摘要： 纳米材料由于其特殊的物理性质，在材料学中的应用越来越广泛，纳米改性沥青的研究成为路面材料研究的热点。本文通过介绍纳米改性沥青及其研究现状，并结合实验数据，分析得出纳米改性沥青的路用性能，最后对纳米改性沥青的应用前景进行展望。 关键词：纳米材料，纳米改性沥青，路用性能； 正文： 1.纳米材料简介 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子(nano particle)组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。 纳米粒子异于大块物质的理由是在其表面积相对增大，也就是超微粒子的表面布满了阶梯状结构，此结构代表具有高表面能的不安定原子。这类原子极易与外来原子吸附键结，同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。 2.纳米改性沥青介绍及其研究现状 纳米材料改性沥青的研究是道路交通材料研究中的热点和前沿课题，纳米粒子与沥青的相容性以及在沥青中的分散和稳定性是决定纳米材料改善沥青各项性能的关键。 具有改性性能的纳米颗粒在沥青的改性方面表现出优良的混融、增强和增韧性能，对改善沥青混合料路用性能具有良好的效果。纳米改性沥青路用性能纳米粒子的比表面积很大，表面能高，处于非热力学稳定态，很容易团聚在一起，形成带有若干弱连接界面的尺寸较大团聚体，这种团聚的二次粒子难以发挥其纳米效应，使材料达不到理想的性能。而且由于表面有大量硅羟基，使得纳米Ⅰ具有强亲水性，在有机基体中的分散性和浸润性很差。因此要使纳米粒子对沥青产生改性作用，必须要对纳米粒子进行表面改性或进行分散处理，克服纳米粒子的团聚，同时使之由强亲水性转为一定程度的疏水性，从而与有机基体之间形成良好相容性。 近些年来，在交通材料的各个领域越来越多的使用纳米材料和纳米技术，其中一个较为重要的研究方向即纳米材料改性沥青，该项技术是通过各种手段将某种纳米材料融入到沥青材料中，通过纳米效应改善沥青的高温稳定性、抗疲劳性、摩擦性能( 防滑性能) 、抗老化性等性能。 美国材料研究学会于1994 年首次正式提出纳米材料工程的新概念，并促成了纳米材料与技术的基础研究和应用研究并行发展的新局面。被改性材料掺入纳米粒子后，纳米粒子的表面效应、体积效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应会使原材料形成特殊的性能，这些效应既有物理作用也有化学作用。 就纳米改性沥青来说，究其与其他沥青产生性能悬殊的原因是因为纳米材料
改性沥青价格,最新全国改性沥青规格型号价格大全
全国各规格型号改性沥青 价格大全 来源：造价通工程造价信息网 概述：造价通工程造价信息网为您实时提供全国各省市地区各种规格/型号改性沥青 价格查询。 标签：改性沥青价格,改性沥青价格表,改性沥青规格,改性沥青型号,最新改性沥青 价格,改性沥青报价,改性沥青价格查询,改性沥青市场价 编者按：造价通——是中华人民共和国国家标准《建设工程人工材料设备机械数据标 准》（GB/T 50851-2013）的参编单位和唯一数据提供方。
材料名规格/型号单位品牌省份城市查询账号账号密码 改性沥青t 广东广州市jszjtxxj336 cccba335548796 改性沥青Ф20 m3 广东惠州市jszjtxxj336 cccba335548796 改性沥青SDS t 江西景德镇市jszjtxxj336 cccba335548796 改性沥青SDR t 江西景德镇市jszjtxxj336 cccba335548796 改性沥青t 广东茂名市jszjtxxj336 cccba335548796 改性沥青t 广东茂名市jszjtxxj336 cccba335548796 改性沥青江苏南京市jszjtxxj336 cccba335548796 改性沥青SBS t 江苏南京市jszjtxxj336 cccba335548796
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改性沥青现状及发展前景
改性沥青现状及发展前景 1、改性沥青应用现状 普通道路石油沥青，由于原油成分及炼制：工艺等原因，其含蜡量较高，导致其具有温度敏感性强，与石料的粘附性差，低温延度小等缺点。用其铺筑的沥青路面，夏季较软，易出现明显车辙壅包等病害；冬季较脆，易出现低温开裂等病害；混合料的抗疲劳性能，抗老化性能较差。同时，由于经济的快速发展，普通沥肯混合料已不能满足高等级道路和特殊地点的重交通，大轴载，快速安全运输的需要。 1．1 改性沥青的应用背景和现状 据相关资料，20世纪60年代以前，沥青路面仅用于城市道路和专用公路，沥青材料主要是煤沥青和用进口原油提炼的石油沥青。20世纪70年代前后，在全国范围内曾采用渣油吹氧稠化，掺配特立尼达(TLA)或阿尔巴尼亚稠沥青等改性的方法，提高结合料稠度，配制成200号沥青铺筑以表面处治为主的沥青面层。1985年国内开展 了沥青中掺丁苯，氯丁橡胶，废轮胎粉等改性沥青和掺金属皂等改善混合料性能的研究试验工作，取得了成功的经验。1992年NovophaltPE现场改性技术的引入，对改性沥青的推广应用起到了促进作用，使改性沥青从研究试验逐步发展到生产应用。 1．2影响改性沥青应用的因素 生产施工工艺在聚合物改性沥青的大规模应用中起到了关
键性的作用。无论是聚合物改性，物理改性还是采用不同的沥青加工工艺都会增加较大的工程成本，在国内经济不发达地区的应用会受到一定的制约。 2、改性沥青的研究现状 目前国内的研究重点在新的改性剂和沥青改性剂的加工工艺上还有一部分研究是面向工程应用的，即研究在沥青集料改性剂确定的情况下，找出合适的级配，最佳沥青用量和改性剂用量以满足实际工程的要求。我国研究改性沥青已有多年的历史，也取得了丰富的成果，但至今仍有两个问题没有很好地解决： (1)没有形成对改性沥青和改性性能统一的评价标准； (2)国内没有形成统一的研究体系。 改性沥青的研究是一项长期的复杂的系统工作，要想取得突破性成果必须综合各研究机构的优势，形成统一的研究体系，比如美国l987年～l992年的大型系统工程SHRP计划等等。而相对于国内，研究工作往往由各高等院校，科研院所独立完成，没有统一的研究规划，配套工作滞后。另外由于各部门的利益关系，沥青改性的关键技术往往是秘而不宣的，在一定程度上造成人财物的巨大浪费。 3、改性沥青的应用前景 由于普通沥青已不能适应现代化路面的要求，性能良好的改性沥青必将在高等级路面中起到越来越重要的作用 3．1 SBS改性沥青将获得更广泛的应用 研究表明，SBS改性的优越性突出表现在具有双向改性作用，
橡胶沥青的国内外研究现状
国外研究现状 早在1845年，英国就进行了往沥青中掺加橡胶以改善其性能的尝试，1901 年法国修筑了试验路段，1937年英国在波兰修筑了几段路面，1947年美国也采用合成橡胶粉和胶乳改性修筑路面，日本于1942年开始采用天然橡胶胶乳掺入沥青乳液中。1952年在东京，1945年北海道，都修筑了这种改性沥青的路段。以后，天然橡胶、合成橡胶或掺入乳胶的沥青于1960年左右就开始在日本其它地方的路面工程中使用，并且用量剧增。由此可见，在国外橡胶改性沥青已成为一种发展趋势。 从上世纪六、七十年代以来，美国、瑞典、英国、法国、比利时、澳大利亚、日本、南非、印度等国家先后开展了橡胶沥青和橡胶沥青混凝土的应用研究。 近20年来，美国、加拿大、韩国、日本等国成功的应用胶粉改性沥青修筑高速公路、高等级公路。 美国用废轮胎作为改性剂制造改性沥青用于修筑公路已经有了20年的历史。1982年~ 1986年间已试验铺筑210多个路段，共1.1万km，这种路面的热稳定性能和防冻性能都比较好，并可以减少维修费用。美国联邦法院在1991年颁布了在新修筑的沥青路上必须掺用20%的胶粉的立法，极大地促进了废旧胶粉的利用，橡胶粉改性沥青已在美国加州、佛罗里达州、俄亥俄州等广泛使用。据美国联邦统计局统计，到1997年废胶粉改性沥青已消耗了8000万t废轮胎。 德日耗200t废轮胎用于修筑公路、运动场及机场跑道。法国、比利时、奥地利在公路建设中亦广泛采用废胶粒、胶粉配料；俄罗斯伏尔加格勒公路交通部门将废轮胎粒用于铺设路面，可有效地预防冬季路面结冰而产生交通事故。他们的做法是在用沥青铺筑路面后，当沥青尚未干时在上面洒一层废轮胎胶粒。这样，冬季路面的冰块容易被压碎，车辆行驶就不会因为打滑而发生冲撞事件。为了减少车辆行驶时的噪音，英国在萨里郡交通繁忙的4条道路上用废轮胎胶粒铺设路面，测定胶粉配料路面与传统配料路面是否坚固耐用，如果结果令人满意，英国柯拉斯将获得这种方法的广泛使用权。据称，用这种方法可以使噪音减少70%。这种技术是将3mm粒径的废轮胎胶粉混入热沥青中并搅拌均匀，用量为沥青总量的3%。这种技术优点之一是胶粉粒取自于再回收利用的废旧轮胎，有利于环境保护。此外, 这些橡胶颗粒还具有吸收光线, 缓减强光刺眼的好处, 与传统的
胶粉改性沥青知识
废橡胶粉改性沥青应用与设计 作者：发布于：2012-6-27 12:35:59 点击量：15 一、名词解释 1、胶粉沥青——国际材料与测试协会标准ASTM D8-88 中定义为采用15%以上橡胶粉粒的沥青改性材料，在美国一般比例为 18~22%，橡胶粉粒能全部通过10#筛，180~200℃温度下至少反应45min分钟；在沥青与橡胶充分熔胀，同时硫化橡胶粉粒还没有大面积降解前使用，改性后的胶结料还能显著体现硫化橡胶的特性。 2、橡胶粉(CRM)——指轮胎橡胶经过粉碎形成的粉末，用于沥青改性的材料。 3、小汽车轮胎——小汽车、敞篷小车和轻型卡车的外直径小于660毫米的轮胎。 4、卡车轮胎—卡车和公交车上用的外径大于660mm、小于1520mm的轮胎。 5、常温粉碎法——将废橡胶轮胎在室温下或略高于室温的环境下进行粉碎的方法。常温粉碎法一般能够产生形状不规则的、表面积较大的颗粒，有利于和沥青的相 互作用。 6、冷冻粉碎法——使用液氮来冷冻废橡胶轮胎，使得废轮胎变得易碎，然后用锤磨机来打碎这些冷冻橡胶的方法，这种方法能够生成表面积较小的光滑颗粒。 7、脱硫橡胶——粉碎后经过加温加压，或者掺加软化剂改变了橡胶材料性质。 8、稀释剂——轻质石油产品，做碎石封层时，在喷洒之前添加到橡胶沥青中，使橡胶沥青容易喷洒均匀，在没有引起橡胶沥青的性质较大改变之前挥发掉。因为轻质成分要挥发，所以稀释剂不用于拌制混合料的橡胶沥青中，也不推荐用于90天内铺筑罩面的夹层中。 9、废轮胎橡胶——用过的汽车、卡车或者公交车的轮胎经加工得到的橡胶。生产过程中应排除不当轮胎料源，如实心轮胎、铲车轮胎、飞机轮胎和挖土机轮胎以及其他非汽车轮胎，这些材料的成分不适合橡胶沥青反应。 10、应力吸收层(SAMI)——一种碎石封层，用热橡胶沥青喷洒在现有的路表面，然后立即撒布单一粒级的封层集料，再进行碾压，将集料嵌入沥青膜。其厚度通常介于5到15毫米之间，取决于覆盖骨料的尺寸。应力吸收层是一种表面处治，主要是用于恢复表层抗滑性能，封住裂缝，形成防水膜来减少表层的水渗入路面结构中。应力吸收层可用于路面保存、养护和局部维修。胶粉改性沥青应力吸收层可以有效防止下层开裂的路基或路面的反射裂缝扩展至表面层，对于新建或改建的路面大大延长路面使用性能。 11、粘度——流体或者半流体抵抗流动的性质(剪切力)，是橡胶沥青现场质量控制 的指标。 二、废胶粉改性沥青综述 1、废胶粉改性沥青的发展 废胶粉改性沥青从19世纪30年代就开始用作接缝填缝料、补丁和薄膜。在19世纪50年代，美国的刘易斯和博恩等进行了大规模的实验室研究评估。一些研究成果与雷克斯和帕克合作的“橡胶沥青材料试验室研究”一起发表在1954年10月的“公路”刊物上。1960年三月，在芝加哥举办了首届橡胶沥青研讨 会。60年代和70年代，亚利桑那州查尔斯·麦克唐纳在橡胶和沥青材料上做了大量的工作，开发了胶粉沥青的“湿法”生产(也称为麦克唐纳法)，开始将胶粉改性沥青用于填补坑洞和表面处冶等，并作为常用养护方法，特别是胶粉沥青碎石封层作为凤凰城道路的主要养护方案有效地使用了将近20年，直到交通量过大才改为薄层沥青混凝土罩面，后来又开发了胶粉沥青断级配混合料成功地替代了碎石封层。1975年加州运输部开始进行胶粉沥青碎石封层试验，取得很好的效果。1980年在加州斯托贝城用“湿法”生产的胶粉沥青和密级配集料建设的路面建成，该项目是对一条极差的路面进行紧急维修，采用了路面加筋网和60毫米的密级配沥青混凝土以恢复结构承载力，其上为薄层(30mm)橡胶沥青混合料磨耗层。最早的三个项目都位于在冬天使用轮胎防滑链的高海拔的“冰冻区”，证明胶粉改性沥青混凝土路面有很好的抗磨耗和抗低温开裂性能。1983年瑞文多城建成的项目大大推动了应用粉胶改性沥青的进程，因采用沥青混凝土改造成本太高不能接受，所以采用了薄层橡胶沥青路面，这个项目设计了一系列13个试验段。试验段一直在进行跟踪监测，清楚地
沥青的应用现状和发展趋势
改性沥青改性机理及其应用 与水泥混凝土路面相比，沥青混合料路面以其优良的性能在公路修筑中获得了广泛的应用，特别是在高等级路面中更足以沥青混合料路面为主。纵观沥青路面的发展历程，改性沥青得到了广泛的应用，而且这也是沥青混合料发展的必然趋势。 一．改性沥青的改性机理 普通道路沥青因其冬季易变硬发脆，夏季易变软流淌，其温度敏感性大，热稳定性和低温抗裂性差等缺点，易引起沥青路面严重车辙、拥包和开裂等破坏。在自然环境因素影响下，沥青路面老化严重、疲劳耐久性欠佳，导致其路用品质和使用年限很难达到预期的设计目标。研究表明，SBS是苯乙烯与丁二烯单体以丁基锂为引发剂，采用溶液聚合方法，制成的苯乙烯和丁二烯嵌段共聚物，在它的分子结构上具有软端和硬端，所以SBS兼有橡胶和塑料两种性能。物理共混——SBS微粒受到沥青组分中油分的作用发生溶胀而均匀分散在沥青中，SBS与沥青之间没有发生化学作用，只是一种分子间作用力；化学改性——加入添加剂使沥青和SBS之间发生加成、交联或接枝等化学反应，形成较强的共价键或离子键，改善沥青的化学性质。提出化学改性是提高SBS改性沥青路用性能的重要手段。SBS改性的优越性突出表现在具有双向改性作川，也就是使沥青软化点大幅度提高的同时，又使低温延度明显增加，感温性得到很大改善，而且弹性：恢复率特别大。所以理论上能极大地提高沥青混合料的整体性能。并且，根据改性沥青混合料的试验，车辙试验的动稳定度，冻融劈裂试验等指标也得出了SBS能大幅度提高沥青混合料性能的结果由于SBS改性沥青体现出其他改性剂无可比拟的优点，在将来较长的一段时间内国内改性沥青的发展方向应该以SBS作为主要方向。尤其是现在，SBS的价格比以前有了大幅度的降低，技术也已经成熟，非常有利于在国内广泛推广应用。 二．改性沥青的应用现状： 1．国内外SBS改性沥青的发展情况 （1）．发达国家SBS改性沥青在道路建设中的应用情况 SBS产品工业化生产始于20世纪60年代。1963年美国Philips石油公司首次用偶联法生产出线型SBS 共聚物，商品名Solprene。1965年美国Shell公司采用负离子聚合技术以三步顺序加料法开发出同类产品并实现工业化生产，商品名Kraton D。1967年荷兰Philips公司开发出星型SBS产品，1972年美国Shell 公司又开发出SBS的加氢产品（SEBS）。1980年，Firestone公司推出商品名为Streom的SBS产品，该产品的苯乙烯结合量为43%，产品有较高的熔融指数，主要用于塑料改性和热熔粘合剂。随后，日本的旭化成公司、意大利的Anic公司、比利时的Petrochim公司等出相继开发出SBS产品。目前世界上有美国、意大利、中国、中国台湾、比利时、法国、德国、日本、韩国等约12个国家和地区生产SBS产品。 北美和欧洲，SBS的最大应用领域是沥青改性，其次是粘合剂和鞋类。日本SBS主要用于聚合物改性和沥青改性。这些国家在公路建设中使用SBS进行沥青改性占SBS消费量的比例如下表。 消费领域北美西欧日本 沥青改性25% 44% 26% (2)．国内SBS改性沥青发展情况 我国从20世纪70年代中期开始对SBS进行研究开发，北京燕山石油化工公司研究院、兰州石油化工公司研究院、北京化工研究院、轻工业部制鞋所等单位均对SBS产品科研开发做了大量的工作。1984年4月燕山石化公司研究院千吨级SBS中试生产技术获得成功，随后又开发出万吨级成套工业技术。 1989年湖南岳阳巴陵石油化工公司合成橡胶厂采用燕山石化公司研究院的技术，建成国内第一套1万吨/年SBS生产装置，并于1990年全面投产，结束了我国SBS产品长期完全依赖进口的局面。1996年底，岳阳石油化工总厂将SBS装置生产能力扩建至3万吨/年，1998年又将装置生产能力扩建至5万吨/年。近年随着国内SBS市场的迅速扩大，2001年又再次将装置能力扩大到10万吨/年。北京燕山石化公
改性沥青知识
1、我国改性沥青概述 根据《公路改性沥青路面施工技术规范》（JTJ036-98），所谓的改性沥青是指通过往沥青中掺加”橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其它填料等外掺剂（改性剂）”或采取“对沥青轻度氧化加工”等措施，“使沥青或沥青混合料的性能得到改善”而制成的沥青结合料。改性剂则指的是“在沥青或沥青混合料中加入的天然或人工的有机或无机材料”，它应“可熔融、分散在沥青中”、能够“改善或提高沥青路面材料性能”、“与沥青发生反应或裹复在集料表面上”。从上面的叙述可以看出，沥青改性可以分为物理改性与化学改性两大类。本文仅涉及狭义的改性沥青，即化学改性沥青中的聚合物改性沥青。 我国对沥青及沥青混合料改性的技术研究已有近二十年的历史，范围基本上涉及到路面使用性能改善的每一方面，并且在许多方面取得了有较大实用价值的成果，主要表现为： (1) 广泛应用于工程实际的SBR橡胶改性产品，如重庆交通科研所研制的湿法SBR； (2) SBS等热塑性弹性体改性技术及PE等树脂类复合改性技术，如国创一号、二号； (3) 作为“八五”攻关项目的土工格栅、土工布等改善沥青路面结构力学性能的物理改性技术； (4) SMA（Stone Mastic Asphalt）及相应桥面铺装的研究；
(5) 成套沥青改性设备开发研制，如北京国创改性沥青有限责任公司的LG-8型炼磨式设备等； 总结我国改性沥青的研究与应用情况，主要呈现这几个特点：我国关于改性沥青的研究工作起步较早，基本上是与国际同步的；我国的改性沥青研究工作主要停留在实验室与试验路上，而且各研究工作几乎是由各高等院校、科研院所独立完成的，缺乏象美国SHRP那样的大型系统工程；我国改性沥青的应用规模很小，或者说根本谈不上应用规模，相应的沥青改性设备与成套生产-施工-管理工艺的研究工作显得滞后。也正是由于此，改性沥青的成本与国外相应改性沥青的成本而言，无多少竞争优势。 2、国内改性沥青的技术水平 2.1沥青改性的关键技术 沥青作为一种复杂的高分子碳氢化合物，在一定温度与荷载作用下表现为典型的弹-粘-塑性，并且在高温与紫外线照射下会产生老化现象。因此加入改性剂的主要目的就是要改善沥青混合料在高温下的路用性能，提高其抗车辙、抗疲劳、抗老化及抵抗低温开裂等方面的性能。沥青改性效果的关键在于解决改性剂与沥青的相容性问题[1]。所谓相容性，在热力学上的含义是指明两种或两种以上物质按任意比例形成均相体系（或物质）的能力。但实际生活中能够完全互溶的物质几乎是不存在的，因此道路工程上
环氧沥青综述.
环氧沥青的发展及其运用 摘要：环氧沥青是一种新型改性沥青，它的热固性赋予沥青以优良的物理、力学性能。用环氧沥青拌制的沥青混合料，具有强度高、韧性好、优良的抗疲劳性能、温度稳定性、耐腐蚀性能。 本文主要讲述环氧沥青的发展历史、制备工艺、基本性能，以及环氧沥青混合料在路面铺装的使用状况。 关键词：环氧沥青；耐疲劳性；耐久性能；沥青混合料 The development and application of apoxy asphalt ABSTRACT :Epoxy resin asphalt is a new of modified asphalt. Thermosetting gives asphalt good physical and mechanical property. epoxy resin asphalt mixture have high strength, toughness, good fatigue resistance, temperature stability, corrosion resistance. This paper mainly tell that the development of epoxy resin asphalt and the method of preparation, basic properties, and the application in pavement. Key words: epoxy resin asphalt; fatigue property; durability; asphalt mixture 1前言 1.1 道路沥青发展概述 随着我国改革开放和国民经济的迅速发展，需要大规模的修建高等级公路。沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。这种路面与砂石路面相比，其强度和稳定性都大大提高，与水泥混凝土路面相比，沥青路面表面平整无接缝，行车振动小，噪音低，开放交通快，养护简便，适宜于路面分期修建，是我国路面的重要结构形式[1,2]。 沥青具有黏性和弹性，其表现为流动性和抗流动性。低温下，弹性占主导地位，沥青表现出抗流动性；高温下，黏性占主导地位，沥青易流动[3]。现代高等级公路的交通的特点是：交通密度大、车辆轴载重、荷载作用间歇短，以及高速和渠化，导致用沥青铺设的路面，在冬天寒冷季节，易出现温缩裂缝，在夏天高温季节，重载荷作用下易出现车辙，这主要是由于沥青在低温条件下脆性大、柔韧性差，而在高温条件下抗拉强度较低。 为此人们开始使对沥青进行改性以提高其性能。所谓改性沥青，也包括改性沥青混合料是指掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外
中国沥青及其改性沥青市场状况分
中国沥青与改性沥青市场状况分析 岳静 摘要：沥青是自然界中天然存在的从原油经蒸馏得到的残渣，按其用途不同，可分为道路沥青、建筑沥青等等。沥青的生产方法很多，包括蒸馏法、溶剂沉淀法、氧化法、调和法、乳化法等。目前国内沥青生产厂家较多，归纳起来主要有三大集团，包括中石油、中石化、中海油。此外，还包括一些地方炼厂，市场竞争日趋激烈和白热化。其中中石油和中石化两大集团的产量所占的市场份额不分伯仲，其它地方炼厂的产量有逐年增加的趋势。从近两年的市场情况来看，供需关系严重失衡，特别是出现了旺季不旺的反常现象。究其现象背后的原因，其影响因素很多，主要有原油市场的走势、冬储沥青数量多少、天气情况、道路建设工程的多少以及各炼厂产量和各港口的进口量。预计今年下半年沥青市场走势依然悲观，不排除价格有进一步下跌的空间，但近日原油价格的不断走高和部分炼厂停产或者降量带来的供应数量的减少为市场带来利好，因此预计跌幅不会太大。本文从沥青生产厂家分布、各厂家产量所占分额、进口量、供应与需求情况进行简要分析并对后期市场走势进行预测。 关键词：沥青产量进口量供应与需求市场预测 一、沥青基本情况介绍 1、基本术语 沥青是暗褐色至黑色、可溶于苯或二硫化碳等溶剂的固体或半固体有机物质，是自然界中天然存在的从原油经蒸馏得到的残渣。 改性沥青是指为了改善沥青的某种性能，加入改性剂将沥青进行改性而制得的一种石油沥青。 现代公路和道路发生许多变化：交通流量和行驶频度急剧增长，货运车的轴重不断增加，普遍实行分车道单向行驶，要求进一步提高路面抗流动性，提高柔性和弹性，提高耐磨耗能力和延长使用寿命。现代建筑物要求屋面防水材料适应大位移，更耐受严酷的高低温气候条件，耐久性更好，方便施工，减少维修工作量。使用环境发生的这些变化对石油沥青的性能提出了严峻的挑战。对石油沥青改性，使其适应上述苛刻使用要求，引起了人们的重视。经过数十年研究开发，已出现品种繁多的改性道路沥青、防水卷材和涂料，表现出一定的工程实用效果。目前改性道路沥青主要用于机场跑道、防水桥面、停车场、运动场、重交通路面、交
乳化沥青的发展趋势
乳化沥青的发展趋势 土木与建筑学院隧道与地下工程1002班吴辉学号201008020210 材料是科学与工业技术发展的基础,一种新材料的出现 ,能为社会物质文明带来巨大的变化。材料科学已当之无愧地成为当代科学技术的三大支柱之一 ,是当今世界的带头学科之一。在道路工程中,随着科学技术的发展以及为适应社会的需要 ,乳化沥青也得到了较快地发展。 一、乳化沥青 乳化沥青是指石油沥青与水在乳化剂、稳定剂等的作用下经乳化加工制得的均匀的沥青产品，也称沥青乳液。 将粘稠沥青加热至流态 ,再经高速离心运动、搅拌及剪切等机械作用，而使细小微粒分散在有乳化剂—稳定剂的水中，并形成均匀稳定的 分散系。 乳化沥青在道路建筑使用过程中具有可冷态施工、节约能源、节省沥青用量、改善施工条件、环境友好、无毒副作用等优点。 根据乳化剂的亲水基在水中是否电离，乳化剂可以分为离子型和非离子型两大类。离子型乳化剂按照离子的电性，又可以分为阳离子型、 阴离子型和两性离子型。相应地，乳化沥青也可分为阳离子乳化沥青、 阴离子乳化沥青和非离子乳化沥青等。 二、改性乳化沥青的种类 1.SBS类改性沥青 SBS 是一种热塑性弹性体,它是由苯乙烯和丁二烯组成的双嵌段共聚物。它具有弹性较高、高温不软化、低温不发脆等特性,这些都决定 了它用途的广泛性。根据苯乙烯和丁二烯所含比例的不同和分子结构的 差异,可以分为线型和星型2 种。 2.SBR类改性沥青 丁苯橡胶（SBR）是道路实际工程中另外一种使用较为普遍的改性剂,它能显著提高沥青的低温变形能力,改善沥青的温度敏感性和粘弹 性。 3.EVA、PE类改性沥青 EVA 是乙烯- 醋酸乙烯脂共聚物的缩写。它在常温下呈透明颗粒状,有轻微醋酸味,是一种无定形结构的热塑性树脂。EVA 有助于改善沥 青混合料的低温施工性能。EVA 改性沥青在较冷气候条件下施工时,应特 别注意施工过程中的混合料温度。混合料温度下降太低则压实很难进行, 路面质量得不到保证。 PE 是聚乙烯的缩写,它对沥青的选择性较大, 与沥青不能很好地相
橡胶粉改性沥青
橡胶粉改性沥青定义及特点橡胶粉改性沥青定义 橡胶粉改性沥青（Asphalt Rubber,简称AR）是一种新型的优质复合材料。他在重交沥青与废旧轮胎橡胶粉和外加剂的共同作用下，橡胶粉通过吸收沥青中的树脂，烃类等多种有机质，经过一系列的物理和化学变化，是胶粉湿润，膨胀，粘度增大，软化点提高，并兼顾了橡胶和沥青的粘性，韧性，弹性，从而提高了橡胶沥青的路用性能。 “橡胶粉改性沥青”是指把废旧轮胎制成的胶粉，作为改性剂添加到基质沥青中，在一个专门的特殊设备中，经高温、添加剂和剪切混合等一系列作用制成的黏合材料。 橡胶粉改性沥青的改性原理是轮胎橡胶粉粒在充分拌合的高温条件下与基质沥青充分熔胀反应形成的改性沥青胶结材料。橡胶粉改性沥青对基质沥青的使用性能有很大的改善，且优于目前常用的改性剂SBS、SBR、EV A等制成的改性沥青。鉴于它优良的使用性能和对环保的巨大贡献，有专家预言：橡胶粉改性沥青有望取代SBS改性沥青。橡胶粉改性沥青的特点 用于改性沥青的橡胶是具有高弹性的高聚物,在基质沥青中加入硫化胶粉,能达到甚至超过苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青同样的效果。胶粉改性沥青的特点包括: 2.1、针入度减小,软化点提高,黏度增大,说明沥青高温稳定性提高,对夏季行车的路面车辙、推挤现象有改善。 2.2、温度敏感性降低。在温度较低时,沥青变脆使路面发生应力开裂;在温度较高时,路面变软,受承载车辆作用而变形。而用胶粉改性后,沥青的感温性得到改善,抗流动性提高,橡胶粉改性沥青的黏度系数大于基质沥青,说明改性后的沥青有较高的抗流动变形能力。 2.3、低温性能得到改善。胶粉可提高沥青的低温延度,增加沥青的柔韧性。 2.4、黏附性增强。由于石料表面黏附的橡胶沥青膜厚度增加,可提高沥青路面抗水侵害能力,延长路用寿命。 2.5、降低噪声污染。 2.6、增加车辆轮胎与路面的抓着性,提高行驶安全。 2橡胶粉改性沥青设备介绍配备进口高速剪切胶体磨（与美国壳牌公司使用的胶体磨相同）， 胶体磨沿径向有多层刀齿，转子和定子相互咬合，从而使聚合物在刀齿周围平面部位被高速研磨，在刀齿侧棱处被高速剪切。 具有独特的“内齿型”结构，专利设计，适合加工各种聚合物改性沥青、改性乳化沥青和普通乳化沥青。与同类产品相比，效率更高。其具有的“一次剪切研磨合格”功能，保证了超强的生产能力，被誉为“超级磨”。 胶体磨工作原理 原理图 （1）独特内齿型设计胶体磨，转盘与定盘相互咬合，沥青混合物通过胶体磨的转盘与定盘的高速运转实现研磨和剪切。 （2）磨盘按径向分布有多层刀齿，可形成环流和径向流实现多次剪切和研磨。 （3）转盘磨齿顶端平面与定盘磨齿底平面，及4个磨齿侧交汇面完成高速研磨。转盘与定盘8条磨齿侧棱完成高速剪切。 （4）胶体磨以3000转/分的速度高速旋转，研磨区内流体的方向和瞬间速度不断改变，导致流体在受高速剪切的同时被高速研磨。 （5）沥青混合物在从中心甩向磨盘边缘的过程中，按螺旋S型路径运动，加大了进行路径的长度，增加了剪切和研磨时间及次数，被多次的重复剪切和研磨。分子间剧烈摩擦、挤压、揉搓和撕裂，使分子链断裂，并使沥青混合物分子很好地重新分布并结合。从而使改性剂在稳定剂的化学作用下在沥青中形成稳定的网络结构。 胶体磨性能优势 （1）专利设计，内齿结构，体积小，耗能低；电机功率仅55KW。 （2）进口部件，独特抗腐蚀抗磨耗材料，保证寿命20万吨以上。 （3）胶体磨电机采用变频器控制，电流冲击小，转速可调。 （4）胶体磨间隙可在0.1~5mm范围内调整。 （5）可使浓度高达20%的SBS、SBR、EV A、PE及废橡胶粉等各种聚合物沥青一次过磨成功。 （6）一次性剪切研磨后聚合物最小粒径可达0.1um，剪切研磨能力是普通胶体磨的4-10倍，大大缩短沥青在高温状