随着汽车数量的不断增加,汽车尾气造成的大气污染愈演愈烈且汽车尾气中最难处理的氮氧化物对人体和环境的危害逐渐加大,新型光催化降污技术具有二次污染少、反应温和以及能耗低等优点被广泛应用于杀菌、废气处理以及污水治理等方面。本文制备改性纳米TiO2和硅溶胶并将纳米Ti02粉末均匀分散在硅溶胶中制成分散液,随后以不同的方式将该分散液应用于水泥路面进而赋予其光催化降解氮氧化物的功能,有效减少汽车尾气对环境的污染。由于纳米Ti02较宽的禁带宽度和低的量子转换效率限制了其在可见光下的实际应用,本文分别以尿素和氯化铁为掺杂源对纳米Ti02粉末进行掺杂改性并采用亚甲基蓝降解率和XRD分别评价其光催化活性和晶体形态。通过单因素变量法考察了元素掺量、煆烧温度以及煅烧时间对掺杂样品性能的影响,结果表明Fe掺杂样品因生成含铁化合物造成材料光催化活性降低,N掺杂样品光催化活性较空白组有较大提高。随后在N掺杂单因素试验的基础上进行正交设计并得最佳掺杂方案:煅烧温度700℃,煅烧时间5h,N掺量1%,且在此条件下制得具有最高降解率为49.88%的试样。选取以氨水和水玻璃为催化剂的单质硅水解法制备硅溶胶,试验分析硅粉用量、反应时间、反应温度以及催化剂用量对硅粉反应率和硅溶胶指标的影响,通过正交设计优化制备工艺制得硅粉转化率为87.2%,SiO2含量高达24.8%的硅溶胶。将纳米Ti02粉末分散到硅溶胶中并考察超声功率、超声时间、硅溶胶浓度、Ti02掺量以及四种分散剂对其分散性能的影响并确定较佳分散工艺、分散剂种类及掺量。在此基础上通过正交试验设计得到最佳分散条件:超声时间120min,超声功率100W,SHMP掺量0.3%以及硅溶胶浓度0.5%,且在最佳分散条件下分散液吸光度为3.07。吸光度、SEM以及SPM测试结果表明最佳分散液中颗粒分散均匀且粒径小。同时,红外光谱测试结果表明最佳分散液中各组分之间以物理方式结合而未发生化学结合。采用直掺法、撒铺法以及喷涂法分别制备负载纳米Ti02水泥基试件并以NO光降解率评价其光催化活性。结果表明:三种试件的NO降解率均随纳米Ti02用量的增加而增大,其中直掺法试件和撒铺试件分别因Ti02被水泥和石料包裹和分散不均导致其NO降解率偏低,喷涂试件的NO降解率在0.3gTiO2(15g/m2)用量时为74.7%。试验随后考察光源种类、NO浓度以及气体流速等环境因素对喷涂试件光降解NO效率的影响,结果表明:试件在280nm紫外灯、360nm紫外灯以及可见光灯三种光源条件下均表现出较好的光催化性能,且试件光降解NO效率随着NO浓度以及气体流速的增加而逐渐降低,其中气体流速为0.6L/min时,试件光降解NO效率达97.1%。