一种模拟隧道环境条件的汽车尾气降解效果评价方法与流程

本发明是一种模拟隧道环境条件下光催化剂降解汽车尾气效果的评价方法，属于隧道环境质量监测技术领域。

背景技术：

随着国民经济的发展和隧道建设水平的不断提高，我国大型公路隧道和城市地下通道的数量逐年增加，且随着我国汽车保有量不断增大，隧道内交通量逐渐增加。由于隧道是半封闭的管状结构，排风不畅，导致隧道内污染物浓度明显高于隧道外，这些污染物中含有大量的CO、NOx、HC等严重危害司乘人员健康的气体。尤其是当隧道内发生严重堵车情况时，汽车排放的尾气不能及时排出，大量累积，尾气浓度将快速升高，当其浓度达到一定程度时，会致人昏迷，甚至死亡。

在众多治理和降解汽车尾气的方法中，光催化降解技术以其安全、反应条件温和、长效、能耗低、可再生、价格低廉等诸多优点逐渐引起人们的重视，而其独特的优点也使其在汽车尾气治理领域发挥着越来越重要的作用。光催化降解材料本身并不直接参与氧化还原反应，而是作为一种催化剂促进汽车尾气降解反应的进行，材料本身不会消耗所以它在理论上具有永久性，长时间净化各种有害气体的功能。因此可以将光催化降解材料涂覆于隧道内衬表面，或隧道路面，实现隧道内空气的净化。

但是，由于受到隧道内空间、通风、光照等条件的影响，且在测试降解汽车尾气过程中，隧道内的行车安全和测试人员的安全无法保障，因此在隧道内直接测试光催化材料对汽车尾气降解的效果难以实现。在现有条件下，实验室内通常利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis DRS)等表征手段对光催化材料进行测试分析，其结果只能在理论上支持光催化材料的降解效果，且实验周期长，成本高，实验结果不直观，不能直接呈现光催化材料的降解效率。

因此，需要研制一套在室内易实现，较真实模拟隧道实际衬砌、光照等情况，且实验结果直观的测试系统，进行模拟隧道环境测试，以此来评价光催化材料对汽车尾气的降解效果。所以，本发明利用光催化原理，以紫外光和可见光作为光源，不透光板材模拟隧道内衬，研发了模拟隧道环境条件下的汽车尾气降解测试室，并利用汽车尾气分析仪实时监测测试室内的尾气浓度变化。为研制隧道环境下高效光催化材料提供实时、可靠的测试数据提供有利的实验条件。

技术实现要素：

(1)技术问题

本发明目的是提供一种模拟隧道环境条件的汽车尾气降解效果评价方法，解决目前评价隧道环境条件下光催化材料降解实验周期长、成本高、测试结果不直观、难以实时、可靠直接呈现光催化材料降解效果的问题。

(2)技术方案

鉴于目前直接测试隧道光催化材料对汽车尾气降解的效果难以实现，不能实现实时、可靠采样测试分析。本发明分别以紫外光和可见光作为光源，不透光板材模拟隧道内衬，制成模拟隧道条件下的汽车尾气降解测试室，利用汽油发动机生成汽车尾气，并通过密闭管道把发动机出口与测试室相连接，利用汽车尾气分析仪，实时测试尾气中各组分HC、CO、CO₂和NO_x的浓度变化，提供实时、可靠的测试数据，从而准确评价隧道环境条件下光催化材料对汽车尾气的降解效果。

(3)有益效果

隧道是个相对封闭的空间，车辆行驶时排出的废气、烟尘、有机物等污染物难以排出。导致隧道内的汽车尾气浓度明显高于隧道外，有毒有害物质含量高，导致严重空气污染，危害司乘人员的健康，光催化材料作为降解汽车尾气的有效方法之一，需要一套简单、高效的测试系统，来评价光催化材料的降解效果。本发明提供的一种适应隧道照明条件汽车尾气降解效果的室内评价方法，能较真实模拟隧道实际光照条件，具有较强的抗干扰能力，测试准确，可反复使用，可满足模拟隧道环境下的汽车尾气光催化材料降解效果的测试要求，与传统的表征方法相比，该方法可以较快的评价光催化材料的降解效果，成本较低，可实时连续观察各汽车尾气成分的变化，为研发隧道环境下高效光催化材料提供可靠的实测数据，对净化隧道尾气污染，提高空气质量具有重要的现实意义。

附图说明

图1光催化剂降解汽车尾气测试装置示意图

1-汽车尾气分析仪；2-普通白炽灯；3-紫外灯；4-过滤干燥器；

5-汽油发动机；6-光催化材料样品台；7-真空泵；8-不透光测试室

具体实施方式

本发明提供一种模拟隧道环境条件的汽车尾气降解效果评价方法，具体实施步骤如下：

(1)利用不透光木板和紫外光、可见光灯制成模拟隧道环境、光照条件的汽车尾气降解密闭测试室，利用汽油发动机模拟生成汽车尾气，并通过密闭管道通往测试室，采用汽车尾气分析仪测试尾气浓度变化；

(2)检测前打开汽车尾气分析仪主机并调试，预热10min后，先进行测试室检漏测试，确保密闭后将尾气分析仪检测探头插入测试室，汽油发动机排气管和测试室进气阀相连接；

(3)将光催化材料样品均匀撒布在的样品台上，以确保样品与光源充分接触，密封测试室，启动真空泵，使测试室气压达到-0.02Mpa，以利于尾气进入测试室；

(4)启动汽油发动机，待发动机运行稳定，打开测试室进气控制阀，通入尾气，同时按下汽车尾气分析仪测试按钮，实时监测尾气各成分浓度；

(5)持续通入尾气，观察尾气分析仪上各成分浓度测试结果，当尾气各成分浓度值达到预定初始浓度范围时，停止通入尾气，关闭进气阀门；

(6)记录尾气各成分初始浓度值，打开白炽灯或紫外灯光源，每间隔10分钟记录尾气各成分浓度值，连续观测2小时，经统计分析测试结果，从而分别评价光催化材料在白炽灯或紫外灯照射下对尾气的降解效果。