本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种光催化水泥基材料。
背景技术：
随着工业水平的快速发展，环境污染问题变得越来越严重，尤其是空气污染，汽车尾气，工业废气等危害健康，研究发现空气污染容易诱发癌症等严重疾病产生，已被正式列为“致癌物”之一，其危害程度已经超过了钚、紫外线辐射以及烟草烟雾等其他100种已知致癌物质。鉴于疾病成本估算,环境问题所造成的损失在每年经济损失中占比是国内生产总值的1.2％，在当前社会强调强力治理环境污染、建立环境保护市场化机制的背景下，研究如何防治环境污染、保护环境并改善人类生存的环境，降低各种疾病的发生几率成为了世界各国人民不可避免的问题。
水泥基材料作为目前应用最为广泛的的建筑材料，如道路、桥梁、建筑房屋外墙及屋顶、场馆、室外装饰等，长期接触光照，所以将二氧化钛光催化剂用于水泥基材料中，制得光催化水泥基材料，对降低城市空气污染具有重要的现实意义。目前对于光催化水泥基材料的研究主要是在水泥基材料拌合过程中加入二氧化钛粉体或用超声分散后加入，但该方法不易解决二氧化钛在水泥基材料中分散均匀，团聚的问题。还有研究将光催化机直接涂覆载水泥胶砂表面，最大化提高光催化效率，但该方法需要将二氧化钛与材料给表面相粘结，工艺较复杂，成本较高，易于造成二次污染。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明旨在提出一种光催化水泥基材料，以解决现有光催化水泥基材料光催化效果差的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种光催化水泥基材料，由水泥、光催化剂、分散剂、水按1∶(0.005-0.08)∶0.001∶0.35的质量比混合得到；所述光催化剂由柱撑剂改性层状硅铝酸盐后，负载钛酸丁酯，经原位水解和煅烧得到。
可选地，所述光催化剂为由以下方法制得的光催化剂：
向一定质量分数的蒙脱石悬浮液中加入柱撑剂，进行蒙脱石柱撑反应，待所述蒙脱石柱撑反应结束后，过滤、干燥，得到柱撑蒙脱石；
将所述柱撑蒙脱石、无水乙醇、钛酸丁酯混合，进行原位水解反应，待所述原位水解反应结束后，过滤、干燥，然后，煅烧，得到光催化剂。
可选地，所述蒙脱石悬浮液的质量分数为10％；所述蒙脱石悬浮液中蒙脱石为天然蒙脱石，且所述蒙脱石的阳离子交换量为90～120mmol/100g。
可选地，所述柱撑剂为十六烷基三甲基溴化铵，或为十六烷基三甲基氯化铵。
可选地，所述柱撑剂的加入量为所述蒙脱石悬浮液中蒙脱石质量的15-40％。
可选地，所述蒙脱石柱撑反应的反应温度为60℃，反应时间为2h。
可选地，所述柱撑蒙脱石、所述无水乙醇、所述钛酸丁酯的质量比为1∶10∶2。
可选地，所述原位水解反应的反应时间为3h；所述煅烧的煅烧温度为400-800℃，煅烧时间为2h。
可选地，所述光催化剂在紫外光光强为0.523mw/cm2下照射120min时，对20mg/l的亚甲基蓝的降解率大于90％。
可选地，所述分散剂为聚合硫酸铁、硫代硫酸钠的混合物；所述聚合硫酸铁、所述硫代硫酸钠的质量比为1∶(1～2)；所述水泥为普通硅酸盐水泥。
相对于现有技术，本发明所述的光催化水泥基材料具有以下优势：
1、本发明通过在水泥中加入光催化剂，并复配分散剂，可使光催化剂能够在水泥中均匀分散，从而有效提高其光催化效果，且本发明采用阳离子柱撑剂对层状硅铝酸盐进行柱撑，扩大其层间域，然后，在层间引入钛酸丁酯，原位水解、煅烧得到的光催化剂，可实现二氧化钛在层间的均匀分布，解决了二氧化钛颗粒易团聚失活的问题，当将其用于制备光催化水泥基材料时，可进一步提高所制光催化水泥基材料的光催化效果，从而有效解决了空气污染问题。
2、本发明的光催化水泥基材料制备工艺简单，各原料仅需简单混合即可，使其具有较低的制备成本，且不会造成二次污染。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
本发明实施例1～6的光催化水泥基材料的原料配比如表1所示，按照表1所示的原料配比将各原料混合搅拌均匀，得到本发明实施例1～6的光催化水泥基材料。其中，表1中水灰比为光催化水泥基材料中水的用量与水泥用量的比例，比如水泥用量为100g时，0.35的水灰比，水的用量为35g。
本发明实施例1～6的光催化水泥基材料中光催化剂具体通过以下方法制得：
选用阳离子交换量为90mmol/100g的天然蒙脱石配制质量分数为10％的蒙脱石悬浮液；
向上述蒙脱石悬浮液中加入十六烷基三甲基溴化铵作为柱撑剂，其中，十六烷基三甲基溴化铵的加入量为蒙脱石悬浮液中蒙脱石质量的15％，于60℃下搅拌2h，进行蒙脱石柱撑反应，待蒙脱石柱撑反应结束后，过滤、干燥，得到柱撑蒙脱石；
按照1∶10∶2的质量比，将柱撑蒙脱石、无水乙醇、钛酸丁酯混合，搅拌3h，进行原位水解反应，待原位水解反应结束后，过滤、干燥，然后，在600℃下煅烧2h，得到光催化剂，所得的光催化剂在紫外光光强为0.523mw/cm2下照射120min时，对20mg/l的亚甲基蓝的降解率大于90％。
本发明实施例1～6的光催化水泥基材料的光催化效果如表2所示。
由表2可知，在没有加入本发明的光催化剂时(对比例)，所得的水泥基材料对亚甲基蓝是没有降解效果的，随着光催化剂的加入，本发明实施例1～6的光催化水泥基材料在光照120min后，其光催化降解率达到90％以上。
表1
表2
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种光催化水泥基材料，其特征在于，由水泥、光催化剂、分散剂、水按1∶(0.005-0.08)∶0.001∶0.35的质量比混合得到；所述光催化剂由柱撑剂改性层状硅铝酸盐后，负载钛酸丁酯，经原位水解和煅烧得到。
2.根据权利要求1所述的光催化水泥基材料，其特征在于，所述光催化剂为由以下方法制得的光催化剂：
向一定质量分数的蒙脱石悬浮液中加入柱撑剂，进行蒙脱石柱撑反应，待所述蒙脱石柱撑反应结束后，过滤、干燥，得到柱撑蒙脱石；
将所述柱撑蒙脱石、无水乙醇、钛酸丁酯混合，进行原位水解反应，待所述原位水解反应结束后，过滤、干燥，然后，煅烧，得到光催化剂。
3.根据权利要求2所述的光催化水泥基材料，其特征在于，所述蒙脱石悬浮液的质量分数为10％；所述蒙脱石悬浮液中蒙脱石为天然蒙脱石，且所述蒙脱石的阳离子交换量为90～120mmol/100g。
4.根据权利要求2所述的光催化水泥基材料，其特征在于，所述柱撑剂为十六烷基三甲基溴化铵，或为十六烷基三甲基氯化铵。
5.根据权利要求2所述的光催化水泥基材料，其特征在于，所述柱撑剂的加入量为所述蒙脱石悬浮液中蒙脱石质量的15-40％。
6.根据权利要求2所述的光催化水泥基材料，其特征在于，所述蒙脱石柱撑反应的反应温度为60℃，反应时间为2h。
7.根据权利要求2所述的光催化水泥基材料，其特征在于，所述柱撑蒙脱石、所述无水乙醇、所述钛酸丁酯的质量比为1∶10∶2。
8.根据权利要求2所述的光催化水泥基材料，其特征在于，所述原位水解反应的反应时间为3h；所述煅烧的煅烧温度为400-800℃，煅烧时间为2h。
9.根据权利要求1至8任一项所述的光催化水泥基材料，其特征在于，所述光催化剂在紫外光光强为0.523mw/cm2下照射120min时，对20mg/l的亚甲基蓝的降解率大于90％。
10.根据权利要求1所述的光催化水泥基材料，其特征在于，所述分散剂为聚合硫酸铁、硫代硫酸钠的混合物；所述聚合硫酸铁、所述硫代硫酸钠的质量比为1∶(1～2)；所述水泥为普通硅酸盐水泥。