第一情报 ---能源与环境

纳米材料在环境保护方面的最新应用进展(二)

供稿人:卞志昕  供稿时间:2004-11-12   关键字:纳米  环境  污水处理  
(二) 纳米材料在污水处理中的应用
 
 
传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题,污水治理一直得不到好的解决。纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。
 
2.1 纳米过滤技术
 
纳米过滤(nanofiltration,NF),是一种由压力驱动的新型膜分离过程,介于反渗透与超滤之间。纳滤膜的孔径范围在纳米级,其相对分子质量截留范围为数百左右。纳滤的特点是:①在过滤分离过程中,它能载留小分子的有机物并可同时透析出盐,即集浓缩与透析为一体。②操作压力低,因为无机盐能通过纳滤膜而透析,使得纳滤的渗透压远比反渗透为低。纳滤在工业生产过程中资源的回收或工业废水的处理和循环中有着重要的作用。
 
2.2 纳米光催化技术
 
光催化降解是一项新兴的颇有发展前途的废水处理技术,它是指污染物在光照下,通过催化剂实现分解。常用的光催化剂有TiO2、ZnO、CdS、SnO2、Fe2O3等。纳米颗粒由于具有常规颗粒所不具备的纳米效应,而具有更高的催化活性。自1976年Cary J.H.等人报道了在紫外光照射下,纳米TiO2可使难降解的有机化合物多氯联苯脱氯的光催化水处理技术后,引起了各国众多研究者的普遍重视。迄今为止,已经发现有3000多种难降解的有机化合物可以在紫外线的照射下通过纳米TiO2或ZnO而迅速降解,特别是当水中有机污染物浓度很高或用其他方法很难降解时,这种技术有着明显的优势。美国、日本、英国等已有将纳米TiO2光催化技术实际应用于水处理的报道。
 
2.3 纳米吸附材料
 
由于纳米材料所具有的表面效应,使纳米材料具有高的表面活性、高表面能和高的比表面积,所以纳米材料在制备高性能吸附方面表现出巨大的潜力。一种新型的纳米级净水剂具有很强的吸附能力。它的吸附能力和絮凝能力是普通净水剂三氯化铝的10-20倍。因此,它能将污水中悬浮物完全吸附并沉淀下来,先使水中不含悬浮物,然后采用纳米磁性物质、纤维和活性炭净化装置,能有效地除去水中的铁锈、泥沙及异味等。经前两道净化工序后,水体清澈,没有异味,口感也较好。再经过带有纳米孔径的特殊水处理膜和带有不同纳米孔径的陶瓷小球组装的处理装置后,可以100%除去水中的细菌、病毒,得到高质量的纯净水,完全可以饮用。据李明等报道,某公司采用纳米材料用于污水处理净化剂、絮凝剂和杀菌消毒剂中,这些纳米材料形成的多元复合新型超高效水处理剂,不仅治污效果好,而且缩短了工艺流程、降低了药剂费用。
 

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