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新聞動(dòng)態(tài)
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多樣化的納米凈水技術(shù)

作者:中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司 來(lái)源:http://m.chun-tian.cn 日期:2012-07-02 11:21:13


運(yùn)用納米技術(shù)進(jìn)行水處理,是近幾十年出現(xiàn)的高新技術(shù)。以納米技術(shù)處理原水,可以獲得深度凈化的純凈水;以納米技術(shù)處理污水,可使之成為符合標(biāo)準(zhǔn)的能夠回收利用的中水。因此,納米技術(shù)成為水處理領(lǐng)域深受人們青睞的一支生力軍。目前,運(yùn)用于水處理的納米技術(shù)主要有三種:

一是使用納米材料吸附水中的有害物質(zhì)。這方面有代表性的是碳納米管。碳納米管自從1991年被首次發(fā)現(xiàn)以來(lái),一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。在水處理中,用作吸附材料的碳納米管均以粉末狀投入水中,由于其巨大的表面效應(yīng),能夠強(qiáng)力吸附水中的污染物,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)污染物的高效去除。這種方法主要適用于對(duì)低濃度污染的清除。

二是使用納濾膜對(duì)水進(jìn)行過(guò)濾。納濾膜技術(shù)是進(jìn)行大規(guī)模污水處理的一種重要手段。

上世紀(jì)八十年代初期,美國(guó)科學(xué)家發(fā)明了一種薄層復(fù)合膜,由于這種膜在滲透過(guò)程中截留率大于95%的分子約為1納米,因而它被命名為“納濾膜”。它在飲用水軟化、有機(jī)物脫除、受污染地下水處理、含金屬?gòu)U水處理和造紙廢水處理中都能夠發(fā)揮巨大作用。使用納濾膜需要的能源相對(duì)較少。上世紀(jì)90年代以來(lái),有了商品納濾膜的生產(chǎn),其應(yīng)用日益廣泛。

三是納米光催化技術(shù)。這是近年來(lái)環(huán)保領(lǐng)域中研究最多、最具發(fā)展前景的高新技術(shù)之一。

光催化技術(shù)以納米二氧化鈦(TiO2)作為光催化劑,在光照下,使水中的有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng),逐步降解,最終完全氧化為環(huán)境友好的CO2、H2O和無(wú)毒的無(wú)機(jī)物,從而改善水質(zhì)或使污水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)德克薩斯大學(xué)曾將納米TiO2涂于漂浮玻璃球表面,用于陽(yáng)光照射消除海面石油污染的實(shí)驗(yàn),效果良好。

與傳統(tǒng)技術(shù)相比,光催化技術(shù)具有三個(gè)最顯著的特征:第一,光催化是低溫深度反應(yīng)技術(shù)。光催化氧化可在室溫下將水中的有機(jī)污染物完全分解掉,而傳統(tǒng)的高溫焚燒技術(shù)則需要在極高溫度下才可將污染物摧毀。第二,光催化技術(shù)可將污染物完全氧化成無(wú)毒的二氧化碳和水等無(wú)害產(chǎn)物,而目前廣泛采用的活性炭吸附法只是將污染物轉(zhuǎn)移,而吸附劑的飽和通常不可避免地帶來(lái)凈化效率顯著下降、吸附劑需后處理、二次污染等問(wèn)題。第三,光催化可利用太陽(yáng)光作為光源來(lái)活化光催化劑,驅(qū)動(dòng)氧化—還原反應(yīng),達(dá)到凈化目的。從能源角度,這一特征使得光催化技術(shù)更具魅力。

研究表明,納米TiO2能處理多種有毒化合物,迄今為止,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有3000多種難降解的有機(jī)化合物可以在紫外線的照射下通過(guò)納米TiO2迅速降解,特別是當(dāng)水中有機(jī)污染物濃度很高或用其他方法很難降解時(shí),這種技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢(shì)。

 

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