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1、納米材料和納米技術在環(huán)境保護方面的應用11級環(huán)境工程二班綜述隨著納米技術的悄然崛起,人類利用資源和保護環(huán)境的能力也得到拓展。納米技術為徹底改善環(huán)境和從源頭上控制新的污染源產(chǎn)生,創(chuàng)造了有利條件。納米技術與環(huán)境保護和環(huán)境治理的進一步有機結合,將會有助于許多環(huán)保難題的解決,諸如大氣污染、污水處理、城市垃圾等問題的解決。可以預言,不久的將來,隨著納米技術的進一步發(fā)展將有可能推行“納米環(huán)?！?。提綱一、在固體廢棄物處理方面的應用1.處理城市垃圾二、在污水處理方面的應用1.用于有機物廢水處理2.用作納米凈水劑三、在大氣污染治理方面
2、的應用1.用作石油脫硫催化劑2.用作汽車尾氣凈化催化劑3.用作納米燃油添加劑三、在大氣污染治理方面的應用1.用作石油脫硫催化劑工業(yè)用及車用燃料油是最大的SO2污染源,燃料油中的含硫化合物在燃燒后會產(chǎn)生SO2,所以石油煉制工業(yè)有一道脫硫工藝以降低汽柴油的硫含量。納米鈦酸鈷（CoTiO3）是一種非常好的石油脫硫催化劑。以半徑為55~70nm的鈦酸鈷合成的催化活體多孔硅膠或以Al2O3陶瓷作為載體的催化劑,其催化效率極高。經(jīng)催化的油品中硫的含量小于0.01%,達到國際標準。2.用作汽車尾氣凈化催化劑復合稀土化合物的納米級粉
3、體是一種新型汽車尾氣凈化催化劑。它的應用可以徹底解決汽車尾氣中CO和NOX的污染問題。以活性炭作為載體、納米Zr0.5Ce0.5O2粉體為催化活性體的汽車尾氣凈化催化劑,由于其表面存在Zr4+Zr3+及Ce4+Ce3+,電子可以在其三價和四價離子之間傳遞,因此具有極強的電子得失能力和氧化還原性,在氧化CO的同時還原NOX,使它們轉化為對人體和環(huán)境無害的CO2和N2。而更新一代的納米催化劑,將在汽車發(fā)動機汽缸里發(fā)揮催化作用,使汽油在燃燒時就不產(chǎn)生CO和NOX,無需進行尾氣凈化處理。3.用作納米燃油添加劑納米技術為燃
4、油添加劑市場開辟了新的機遇。納米燃油添加劑可以大幅增加動力,降低燃油消耗,提高發(fā)動機性能并延長其壽命,減少尾氣中有害物質的排放,保護環(huán)境。采用創(chuàng)新的納米微乳化技術生產(chǎn)的新一代多用途燃油添加劑,可以全面解決辛烷值強化劑、清凈劑和節(jié)油添加劑所要解決的問題,還可以整體改善發(fā)動機的性能,是一種全新概念的具有綜合性能的第四代環(huán)保型燃油添加劑。二、在污水處理方面的應用1.用于有機物廢水處理目前國內(nèi)常用的有機物廢水處理技術難以達到有效的治理。物理吸附法、混凝法等非破壞性的處理技術,只是將有機物從液相轉移到固相,而化學、生化等處理技
5、術雖是破壞性的,但除凈度低,廢水中的有機物含量仍遠高于國家廢水排放標準。與上述方法相比,納米TiO2光催化降解有機物水處理技術具有明顯的優(yōu)勢,無污染,除凈度高。中科院一研究所采用納米Tio2粉末,利用太陽光進行光催化降解苯酚水溶液和十二烷基苯磺酸鈉水溶液的實驗獲得成功。在多云和陰天的條件下,光照12h,濃度為0.5mmol/L的苯酚已降解為零,濃度為1mmol/L的十二烷基苯磺酸鈉也基本降解。研究表明,這是一項極有前途的實用性水處理技術。利用納米Tio2可以降解有機磷農(nóng)藥。這種70年代發(fā)展起來的農(nóng)藥品種占我國農(nóng)藥產(chǎn)量
6、的80%,它的生產(chǎn)和使用會造成大量有毒廢水。這一環(huán)保難題可以使用納米Tio2進行催化降解從而得到根本解決。國內(nèi)浙江農(nóng)業(yè)大學等單位利用Tio2的光催化活性降解久效磷農(nóng)藥廢水。用納米Tio2催化降解技術來處理毛紡染整廢水,具有省資、高效、節(jié)能,最終能使有機物完全礦化、不存在二次污染等特點,顯示出良好的應用前景。2.用作納米凈水劑一種新型的納米級凈水劑具有很強的吸附能力。它的吸附能力和絮凝能力是普通凈水劑三氯化鋁的10~20倍。它能將污水中懸浮物完全吸附并沉淀下來,然后采用納米磁性物質、纖維和活性炭凈化裝置,有效地除去水中
7、的鐵銹、泥沙以及異味等。再經(jīng)過由帶有納米孔徑的處理膜和帶有不同納米孔徑的陶瓷小球組裝的處理裝置后,可以100%除去水中的細菌、病毒,得到高質量的純凈水。這是因為細菌、病毒的直徑比納米大,在通過納米孔徑的膜和陶瓷小球時,會被過濾掉,水分子及水分子直徑以下的礦物質、元素則保留下來。一、在固體廢棄物處理方面的應用1.處理城市垃圾納米技術及材料應用于固體廢棄物處理，其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下兩個方面：首先，納米級處理劑降解固體廢棄物的速度快。例如，納米TiO2降解固體廢棄物的速度為常規(guī)TiO2的10倍。其次，利用納米技術可以將橡
8、膠塑料制品、廢舊印刷電路板制成超細粉末，除去其中的雜質，將其作為再生原料回收。在日本將廢橡膠輪胎制成粉末用于鋪設運動場、道路以及新干線的路基等。因此，納米技術可在很大程度上緩解固體廢棄物給環(huán)境帶來的巨大的壓力也可以減輕填埋等傳統(tǒng)方式所帶來的二次污染。結語納米材料屬于當代材料科學的前沿學科,納米材料和納米技術領域新產(chǎn)品的創(chuàng)新必須以市場為導向、需求
