本發(fā)明涉及大氣保護領(lǐng)域，具體涉及一種用于降低汽車尾氣中產(chǎn)霾物PM2.5含量的噴灑劑。

背景技術(shù)：

近幾年，中國國內(nèi)多地由于多種因素促成空氣質(zhì)量加速惡化，導(dǎo)致霧霾天氣頻發(fā)，對社會正常秩序和公眾身體健康造成嚴(yán)重影響。有別于霧，霾是一種由大量極細(xì)微的干塵粒等均勻地漂浮在空中，導(dǎo)致空氣透明度下降的災(zāi)難性天氣現(xiàn)象。通過對頻發(fā)霧霾污染的地區(qū)進行調(diào)查研究，結(jié)果表明，二氧化硫、氮氧化物以及PM2.5這三項是霧霾主要組成物質(zhì)，前兩者為氣態(tài)污染物，而最后一項PM2.5因其顆粒小，可在空氣中長時間漂浮，并可作為重金屬、多環(huán)芳烴等有毒物質(zhì)的載體，所以它才是加重霧霾天氣污染的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

綜上，霧霾污染的根源是人類活動過程中向大氣中排放了過量的PM2.5，而人類主要通過以下兩個途徑向大氣中排放PM2.5：工業(yè)廢氣和汽車尾氣。工業(yè)廢氣主要是由煤炭等化石燃料的燃燒引起的，汽車尾氣中的PM2.5主要是從汽車燃油供給系統(tǒng)揮發(fā)的燃油、未完全燃燒的燃油及其燃燒過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物等。雖然現(xiàn)在大多數(shù)人認(rèn)為燃燒煤炭等化石燃料是造成霧霾污染的主要元兇，但近年來隨著工業(yè)化進程中汽車持有量急劇增多，汽車造成的空氣污染越來越嚴(yán)重，甚至超過了工業(yè)廢氣造成的危害。

由于汽車燃油主要由碳和氫組成，汽油正常燃燒時生成二氧化碳、水蒸氣和過量的氧等物質(zhì)。但由于燃料中含有其他雜質(zhì)和添加劑，且燃料常常不能完全燃燒，常排出一些有害顆粒物質(zhì)。這些有害顆粒物質(zhì)主要有一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸衔?、硫氧化合物，?dāng)?shù)趸衔?、硫氧化合物排放到大氣中后，與大氣中工業(yè)生產(chǎn)所排放的氮結(jié)合形成硝酸銨、硫酸銨，這些物質(zhì)會結(jié)合成微晶顆粒，成為PM2.5的主要成分。而且汽車尾氣產(chǎn)生的PM2.5不單是傳統(tǒng)上認(rèn)為的從源頭排放出的顆粒物，還有從源頭排放出的氣態(tài)物質(zhì)，這些氣態(tài)物質(zhì)在大氣中相互作用以后，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生一些微晶，就是一些非常細(xì)小的顆粒物，這些顆粒物也是汽車尾氣產(chǎn)生的PM2.5的主要組成之一。而且汽車尾氣排放時候溫度為30到50度左右，散布到空氣中溫度一般為35到40度，一般的降低汽車尾氣中PM2.5的方法不能對其在此溫度下進行有效處理，使得PM2.5污染范圍擴大。綜上，汽車尾氣產(chǎn)生的PM2.5具有成分復(fù)雜、來源廣泛、不易處理的特點。

目前處理汽車尾氣中PM2.5的方法主要是物理降減法。物理降減包括兩大方面：一是借助空氣加濕器、超聲霧化器、室內(nèi)水簾等工具，吸附汽車尾氣中的PM2.5，降減PM2.5的含量；二是增加空氣中負(fù)氧離子含量，與空氣中的PM2.5相結(jié)合，聚成球狀進而降落，消除PM2.5的影響。但是PM2.5中的物質(zhì)大部分為非親水性(即憎水性)的物質(zhì)，空氣加濕器、超聲霧化器、室內(nèi)水簾這些只能對親水性的PM2.5顆粒進行吸收，憎水性的細(xì)微顆粒不容易大量降減。而且霧霾天氣空氣流動性差，更難以使得加濕器、霧化器這些家用設(shè)施發(fā)揮作用，借用工具的濾膜需要不定時更換，比較麻煩。另 外，在汽車尾氣排放出時的溫度環(huán)境下，難以發(fā)揮較好的處理效果。而空氣負(fù)離子法降減方式操作太過繁瑣，空氣中的負(fù)離子極易與塵埃結(jié)合形成有一定極性的污染粒子，處理懸浮微顆粒物不徹底，在降減微顆粒物的過程中，使空氣極其干燥，對人體健康有很大影響。因為汽車尾氣中PM2.5成分復(fù)雜，目前市面上并沒有專門針對汽車尾氣中PM2.5的化學(xué)處理方法，而物理處理方法總體來說只能去除PM2.5中一部分比較大的顆粒，顆粒再小的話很難處理，而正是特別小的顆粒是主要危害環(huán)境和人類健康的源頭。而且物理方法借助加濕器、霧化器等，費時費電，價格昂貴，難以普及。因此，如何制出一個集有效、具有對人體與環(huán)境無毒害、使用方便、價格低廉特點于一身的除汽車尾氣中PM2.5的化學(xué)試劑成為一個研究點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明目的在于克服空氣流動性差的條件，尋找一種發(fā)揮特殊作用的離子液體——不僅可以通過物理方法對PM2.5進行沉降，增加噴灑劑對霧霾的吸附作用，而且可以針對汽車尾氣中PM2.5的主要的難處理物質(zhì)在汽車尾氣排放出來的溫度范圍內(nèi)進行高效的化學(xué)分解，使得噴灑劑達(dá)到最好的處理效果。另外通過找到合適噴灑劑的溶劑，對非親水性的顆粒也能起到很好的降解作用，制出一個集有效、具有對人體與環(huán)境無毒害、使用方便、價格低廉特點于一身的降霧霾噴劑。

為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：

一種用于降低汽車尾氣中產(chǎn)霾物PM2.5含量的噴灑劑，包括離子液體、極性非質(zhì)子溶劑、乙醇和水。

具體的，按質(zhì)量百分比計，所述的離子液體為0.5％～5％，極性非質(zhì) 子溶劑為10％，乙醇為5％，其余為水，上述成分的百分比總和為100％。

優(yōu)選的，所述的離子液體包括咪唑類和吡啶類離子液體。

優(yōu)選的，所述的離子液體包括鹵化1-烷基-3-甲基咪唑和鹵化1-烷基-3-甲基吡啶。

最好的，所述的離子液體的鹵化原子為氯原子。

具體的，所述的極性非質(zhì)子溶劑為二甲基亞砜。

本發(fā)明的優(yōu)點為：

(1)本發(fā)明的噴灑劑的降霾原理為：因為汽車尾氣中的PM2.5中成分復(fù)雜，含有碳?xì)浠衔铩⒌趸衔?、硫氧化合物等?xì)微顆粒物，而且這些細(xì)微顆粒物由固態(tài)、氣態(tài)兩種方式轉(zhuǎn)化而來，所以，可以借助離子液體具有一定的粘稠度，先將一部分細(xì)微顆粒物進行大范圍的物理沉降，之后，選定特定的離子液體——氯化1-烷基-3-甲基咪唑或吡啶，將PM2.5中的氮氧化合物及硫氧化合物進行化學(xué)分解，從而降低汽車尾氣中PM2.5的含量。

(2)本發(fā)明所制得的含有離子液體的噴灑劑，即使在天氣條件比較靜穩(wěn)的情況下，也能較好的針對一定的固定區(qū)域進行PM2.5的處理。通過調(diào)整PM2.5在噴灑劑中所占的比例，加入一定的去離子水及極性非質(zhì)子溶劑，使噴灑劑達(dá)到適宜的粘稠度，較好的發(fā)揮作用。離子液體還具有無味、不易燃易爆、不揮發(fā)、不易氧化的特點，有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，對空氣和水都穩(wěn)定，便于反應(yīng)操作，可以循環(huán)利用，可減少人們在除PM2.5上的花費。通過大量實驗，也證明了這種噴灑劑在汽車尾氣排放出的溫度范圍內(nèi)可以達(dá)到最好的處理效果。

以下結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進一步解釋說明。

具體實施方式

本發(fā)明公開了一種用于降低汽車尾氣中產(chǎn)霾物PM2.5含量的噴灑劑，所述降霧霾噴灑劑配方包括0.5％～5％離子液體，10％極性非質(zhì)子溶劑，5％乙醇，其余為去離子水。離子液體包括支鏈較小的咪唑類和吡啶類離子液體。支鏈較小的離子液體為鹵化1-烷基-3-甲基咪唑、鹵化1-烷基-3-甲基吡啶，離子液體的鹵化原子為氯原子。極性非質(zhì)子溶劑為二甲基亞砜。

針對本發(fā)明的降低汽車尾氣中產(chǎn)霾物PM2.5含量的噴灑劑，發(fā)明人設(shè)計了一系列實驗以得到較優(yōu)的沉降率，實現(xiàn)較高的除PM2.5效率。具體如下：

實施例一：

本發(fā)明提供的降霧霾噴灑劑配方包括：2.5％氯化1-烷基-3-甲基咪唑，10％二甲基亞砜，5％乙醇，其余為去離子水。并利用如下步驟配制而成：

一、將降霧霾噴灑劑按1:100稀釋于水中；

二、確定一密閉固定區(qū)域，保持溫度在35～40℃范圍內(nèi)，噴灑1g從汽車尾氣中獲得的PM2.5，制造霧霾區(qū)域，測定PM2.5的含量。

三、利用適當(dāng)?shù)撵F化噴嘴，將一的水溶液以噴霧的方式噴灑于二的霧霾區(qū)域；

四、噴灑之后，定時觀察及檢測密閉空間內(nèi)從汽車尾氣中獲得的PM2.5含量的降減，記錄數(shù)據(jù)。

實施例二：

本實施例與實施例一的區(qū)別在于降霧霾噴灑劑配方中的氯化1-烷基-3-甲基咪唑的比例調(diào)為5％。檢測密閉空間內(nèi)從汽車尾氣中獲得的PM2.5含 量的降減，記錄數(shù)據(jù)。

實施例三：

本實施例與實施例一的區(qū)別在于降霧霾噴灑劑配方中的氯化1-烷基-3-甲基咪唑的比例調(diào)為7.5％。檢測密閉空間內(nèi)從汽車尾氣中獲得的PM2.5含量的降減，結(jié)果見表1。

表1

由表1可以看出，離子液體的濃度決定了對霧霾的吸附程度，在一定濃度范圍內(nèi)，噴灑劑中離子液體所占比例越大，發(fā)揮作用越好，但若離子液體量太多，則會使噴灑劑的粘度變大，不易發(fā)揮作用。經(jīng)大量的實驗，得出當(dāng)離子液體所占比例為0.5％～5％時，噴灑劑的粘度適宜，沉降率較高。

實施例四：

本實施例與實施例一的區(qū)別在于降霧霾噴灑劑配方中的氯化1-烷基-3-甲基咪唑換為氯化1-烷基-3-甲基吡啶。檢測密閉空間內(nèi)從汽車尾氣中獲得的PM2.5含量的降減，記錄數(shù)據(jù)。

實施例五：

本實施例與實施例一的區(qū)別在于降霧霾噴灑劑配方中的氯化1-烷基-3-甲基咪唑換為氯化1-烷基-3-乙基咪唑。檢測密閉空間內(nèi)從汽車尾氣中獲得的PM2.5含量的降減，記錄數(shù)據(jù)。

實施例六：

本實施例與實施例一的區(qū)別在于降霧霾噴灑劑配方中的氯化1-烷基-3-甲基咪唑換為氯化1-烷基-3-丙基咪唑。檢測密閉空間內(nèi)從汽車尾氣中獲得的PM2.5含量的降減，記錄數(shù)據(jù)。

實施例七：

本實施例與實施例一的區(qū)別在于降霧霾噴灑劑配方中不加離子液體，其余不變。檢測密閉空間內(nèi)從汽車尾氣中獲得的PM2.5含量的降減，記錄數(shù)據(jù)。

表2

由表2可以看出，將離子液體由咪唑類改為吡啶類，沉降率并無明顯變化，而將甲基改為乙基或丙基，沉降率大大下降，若完全去除噴灑劑中的離子液體，對密閉空間內(nèi)從汽車尾氣中獲得的PM2.5幾乎無作用。

實施例八：

本實施例與實施例一的區(qū)別在于制霾物為從工業(yè)廢氣中獲得的PM2.5。檢測密閉空間內(nèi)從工業(yè)廢氣中獲得的PM2.5含量的降減，記錄數(shù)據(jù)。

表3

由表3可以看出，本發(fā)明制得的噴灑劑只針對汽車尾氣產(chǎn)生的PM2.5，對于工業(yè)廢氣產(chǎn)生的PM2.5不具有較好的作用。這是由于汽車尾氣中的PM2.5主要是汽車燃油供給系統(tǒng)揮發(fā)的燃油、未完全燃燒的燃油及其燃燒過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，成分為氮氧化合物及硫氧化合物，離子液體氯化1-烷基-3-甲基咪唑或吡啶上的甲基基團容易與其發(fā)生吸附反應(yīng)，進行化學(xué)分解，從而增大了對汽車尾氣中PM2.5的沉降率；而工業(yè)廢氣主要是由煤炭等化石燃料的燃燒引起的，主要成分是微碳顆粒，離子液體難以對其進行吸附，所以該發(fā)明只針對汽車尾氣產(chǎn)生的PM2.5。

實施例九：

本實施例與實施例一的區(qū)別在于密閉空間內(nèi)的溫度范圍為25～30℃。檢測密閉空間內(nèi)從汽車尾氣中獲得的PM2.5含量的降減，記錄數(shù)據(jù)。

實施例十：

本實施例與實施例一的區(qū)別在于密閉空間內(nèi)的溫度范圍為45～50℃。檢測密閉空間內(nèi)從汽車尾氣中獲得的PM2.5含量的降減，記錄數(shù)據(jù)。

表4

由表4可以看出，當(dāng)密閉空間的溫度達(dá)到35℃時，沉降率達(dá)到最大，經(jīng)查閱相關(guān)資料，汽車尾氣釋放出來時的溫度為30～50℃左右，散布到空氣中溫度一般為35～40℃，經(jīng)查閱資料以及大量試驗驗證，此噴灑劑中的離子液體在35～40℃時的活性最高，在汽車尾氣釋放出來后的溫度范圍內(nèi)發(fā)揮作用最好，是最適合除去汽車尾氣中產(chǎn)生的PM2.5的一種噴灑劑。

以上所記，僅為本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域人員做相關(guān)的修飾及其改動，皆屬于本發(fā)明的專利范圍。