【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及道路建设材料，尤其是涉及一种烟气抑制剂及其制备方法和在沥青中的应用。
技术介绍
1、沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料，用于涂料、塑料以及橡胶等工业及建筑路面等，在使用过程中，特别是路面铺建的高温条件下，沥青材料中的碳氢化合物及其衍生物发生氧化反应会产生大量的挥发性物质，即沥青烟气，沥青烟气是一种特殊的污染物，不仅会污染环境，还会危害人体健康。
2、目前沥青烟气的主要减排措施之一是向沥青材料中添加外加剂，大致分为抑制剂、温拌剂以及阻燃剂三类，各自的减排效果分别是50％～70％、40％～50％以及10％～40％，相比而言最直接有效实现沥青烟气减排的方式是添加抑制剂。
3、中国专利cn 118085595 b公开了一种无烟溶解性胶粉复合改性沥青及其制备方法，其中关于埃洛石纳米管的改性方法为将埃洛石纳米管、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基磷酸酯、无水乙醇按一定质量比混合后，升温至70～90℃下，控制搅拌速率400～650转/分下，冷凝回流反应3～7小时后，过滤分离，得到的固体于75～90℃下干燥1～2小时后，得到改性埃洛石纳米管。但上述专利涉及到的埃洛石纳米管改性方法部分，并未对埃洛石纳米管进行表面除杂与内腔扩容处理，导致烟气吸附效果并未达到最佳效果；且工艺较为复杂，难以适用于项目规模化生产应用。
4、由此可看出目前烟气抑制剂的研发还不够深入，存在烟气抑制效果差、相容性不好以及降低沥青路用性能等缺点。
技术实现思路
1、针对现有技术存在
2、本专利技术的技术方案为：
3、一种烟气抑制剂的制备方法，包括以下步骤：
4、1)按重量份称取各组分，埃洛石纳米管10～50份，酸溶液25～125份，无水三氯化铁0.1～2.5份，去离子水500～600份，乙醇500～600份，硅烷偶联剂0.3～1.5份，硬脂酸0.3～1.5份；
5、2)将所述埃洛石纳米管酸洗后，再水洗至中性；
6、3)将水洗后的埃洛石纳米管干燥、研磨、焙烧后得到中间体a；
7、4)将中间体a溶于乙醇溶液中，与无水三氯化铁混合，干燥后得到中间体b；
8、5)混合硅烷偶联剂与硬脂酸，得到中间体c；
9、6)将中间体b与中间体c混合，冷凝回流后干燥得到溶液d；
10、7)将溶液d离心，干燥，制得烟气抑制剂。
11、进一步地，步骤1)中所述硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂。
12、进一步地，步骤1)中所述酸溶液为稀硫酸或稀醋酸。
13、更进一步地，步骤1)中所述酸溶液的浓度为30～40％。
14、更进一步地，步骤1)中所述埃洛石纳米管的指标为30～50nm，比表面积为30～70m2/g，长度100～500nm，目数为1250～2000目。
15、更进一步地，步骤2)中所述酸洗的方法为，将埃洛石纳米管与酸溶液混合，在75～85℃下水浴反应1.5～2.5h。
16、更进一步地，步骤3)中所述干燥的条件为75～85℃下干燥5～7h，所述焙烧的条件为在400℃～500℃下焙烧3～5h。
17、更进一步地，步骤7)中所述离心的条件为在转速为12000～14000rpm下离心5～10min，干燥的条件为在120～180℃下干燥10～15h。
18、根据上述方法制备的烟气抑制剂。
19、一种含有上述烟气抑制剂的抑烟沥青，将所述烟气抑制剂与加热后的沥青混合均匀即可制得抑烟沥青，所述烟气抑制剂为沥青质量的1％～5％。
20、根据本专利技术所述方法制得的烟气抑制剂的抑烟机理如下。
21、①π-络合物的形成
22、铁离子可以与芳香烃化合物中的π电子云发生相互作用，形成π络合物。这个过程通常涉及芳香环上的π电子与铁离子的d轨道之间的电子相互作用。例如，fe2+或fe3+可以与苯分子形成如下的络合物：
23、fe2++c6h6→[fe(η6-c6h6)]2+
24、其中，η6表示苯环的6个碳原子均参与了与铁离子的配位。这种络合物的形成是由于铁离子的正电荷与芳香环的π电子云之间的静电吸引力。
25、②铁盐与芳香烃的氧化反应
26、铁离子(特别是fe3+)可以与芳香烃发生氧化反应，将其转化为相应的氧化产物。例如，在fecl3的存在下，苯可以被氧化生成氯化苯：
27、fecl3+c6h6→fecl2+c6h5clhcl
28、在这个反应中，fe3+作为氧化剂，将苯氧化为氯化苯，同时自身被还原为fe2+。
29、③金属配合物的形成
30、铁离子可以与芳香化合物中的杂原子(如氮、氧、硫等)形成配合物。例如，含有氮原子的芳香化合物(如吡啶、吡咯等)可以与铁离子配位，形成稳定的络合物：
31、fe3++3c5h5n[fe(c5h5n3]3+
32、其中，吡啶((c5h5n3))的氮原子提供孤对电子与fe3+配位
33、④铁离子催化的芳香化反应
34、在有机合成中，铁离子可以作为催化剂促进芳香化反应。铁催化剂可以促进环烷烃的脱氢反应生成芳香烃。这类反应中，铁离子可以通过形成过渡态络合物来降低反应的活化能。
35、⑤物理吸附
36、埃洛石纳米管具有较大的比表面积和孔隙结构，铁离子的引入可能增强其吸附性能。铁离子和埃洛石的结合能够吸附和捕捉燃烧过程中产生的一些挥发性有机化合物和烟气颗粒，减少其向外部环境的释放。
37、综上所述，铁离子引入到埃洛石纳米管内能够通过化学催化、热稳定性增强、自由基捕捉以及物理吸附等多重机理，实现抑烟效果。这些机理的综合作用使得埃洛石纳米管能够在沥青施工过程中有效减少烟气的生成。
38、本专利技术的有益效果如下：
39、1.本专利技术涉及一种烟气抑制剂及其制备方法和在沥青中的应用，本专利技术所述方法将埃洛石纳米管内腔与外表面的杂质通过酸洗与焙烧去除，增强了埃洛石纳米管的烟气吸附效果。
40、2.本专利技术所述的一种烟气抑制剂及其制备方法，将埃洛石纳米管在除杂的基础上引入铁离子，通过化学催化、热稳定性增强、自由基捕捉等多重机理，吸附和捕捉燃烧过程中产生的一些挥发性有机化合物和烟气颗粒，进一步增强埃洛石纳米管的烟气吸附效果。
41、3.本专利技术所述的一种烟气抑制剂及其制备方法，所用的埃洛石纳米管具有较大的比表面积和孔隙结构，是烟气吸附效果增强的重要基础。
42、4.本专利技术所述方法制备的烟气抑制剂还可以用于沥青，经申请人实验验证，制备的抑烟沥青的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性均满足《公路沥青路面施工技术规范》(jtg f40-2004)，同时具有较佳的烟气抑制效果，适合规模化应用生产。
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1.一种烟气抑制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述酸溶液为稀硫酸或稀醋酸。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述酸溶液的浓度为30～40％。
5.根据权利要求1-4任一所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述埃洛石纳米管的指标为30～50nm，比表面积为30～70m2/g，长度100～500nm，目数为1250～2000目。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述酸洗的方法为，将埃洛石纳米管与酸溶液混合，在75～85℃下水浴反应1.5～2.5h。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述干燥的条件为75～85℃下干燥5～7h，所述焙烧的条件为在400℃～500℃下焙烧3～5h。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤7)中所述离心的条件为在转速为12000～1
9.根据权利要求1-8任一所述方法制备的烟气抑制剂。
10.一种含有权利要求9所述的烟气抑制剂的抑烟沥青，其特征在于，将所述烟气抑制剂与加热后的沥青混合均匀即可制得抑烟沥青，所述烟气抑制剂为沥青质量的1％～5％。
...【技术特征摘要】
1.一种烟气抑制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述酸溶液为稀硫酸或稀醋酸。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述酸溶液的浓度为30～40％。
5.根据权利要求1-4任一所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述埃洛石纳米管的指标为30～50nm，比表面积为30～70m2/g，长度100～500nm，目数为1250～2000目。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述酸洗的方法为，将埃洛石纳米管...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘燕燕，覃冠华，何紫琪，蒙东升，李志，吕艺，李育林，范萌萌，江冠军，欧阳旻奇，王元元，周帅，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：
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