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1、第2 9 卷第7 期2 0 0 1 年7 月化工新型材料N E WC H 口咖眦M N 讯I A 工sV 0 1 2 9 7J d y 2 0 0 1纳米技术及材料在环保中的应用与展望罗明良1 蒲春生2 卢风纪1 郭焱1(1 西安交通大学环境与化学工程学院，西安7 1 0 0 4 9；2 西安石油学院，西安7 1 0 0 6 5)摘要综述了纳米技术及材料在环境保护中的应用及研究进展。关键词纳米技术，蚋米材料，环境保护A p p l i c a t i 伽锄dp r 惦p e c to fn 锄伽t e c h I m l o g y 粕dm n 伽e t e rm a t 喇献si n 绷V
2、i 瑚m n tp 阳t e c t i 帅L u 0M i 删i a n 9 1P uc h u n s h 朗9 2L uF e 喇i 1G u 0Y a n l(1E n v i r o n r n e n t a la 1 1 dC h e I l l i c a lE n 西n 酬1 1 9S c h 0 0 l，x i a 1 1J i a o t gu“v e r s i t y，X i a I l 7 1 0 0 4 9；2 a 1 1P e t r o l e 1I n s t i t u t e，a n7 1 0 0 6 5)A b s h 舶tB a s e do nt
3、h eb a s i cp d n c i p ka n d 删a lp 士q)e r t i 酋0 fr I a n 0 _ t e c h l n I o g ya 1 1 dm m m n a t e r i a l s t h 迅球4)盯r e v i e w st 虻印p H c a t i na n d q 口髑so fn a n o t e c h n 0 1 0 9 ya n dm l n 黝t 目i a bi n 斟I v 砷)r 1 帆tp 喊钱妇I【e yw O m sn 瓣t e c h l o g y n 8 r】锄e t e rm a t e d a l s，e n
4、 v i m m n tp r 删湎近年来，纳米技术及材料所取得成就及其对各个领域的影响和渗透一直非常引人注目，特别是其在环境保护与治理方面的应用，已经呈现出欣欣向荣的景象。1 在空气净化中的应用 卜7 大气污染一直是各国政府需要解决的难题。纳米技术及材料的应用将会为我们解决大气污染问题提供全新的途径。工业生产和汽车使用的汽油、柴油等，在燃烧时会产生s 0 2 气体，这是s(2 最大的污染源。纳米钛酸钴(C()T i q)是一种非常好的石油脱硫催化剂，以5 5 7 0 n m 钛酸钴作为催化活体，多孔硅胶或A 1 2 0 3 陶瓷作为载体的催化剂，其催化效率极高。经它催化的石油中硫的含量小于O
5、 0 1，达到国际标准。煤燃烧也会产生S 0 2 气体，如果在燃烧的同时加入一种纳米级助烧催化剂，不仅可以使煤充分燃烧，而且会使硫转化成固体的硫化物，而不产生9 0 2 气体。最新研究成果表明，复合稀土化物的纳米级粉体有极强的氧化还原性能，是其它任何汽车尾气净化催化剂所不能比拟的。它的应用可以彻底解决汽车尾气中(c O)和(N 0。)的污染问题。由于纳米材料比表面大、空间悬键多、吸附能力强、具有极强的电子得失能力和氧化还原性，因此它在氧化C O 的同时还原N q，使它们转化为对人体和环境无害的气体c 0 2和N 2。而更新一代的纳米催化剂，将在汽车发动机汽缸里发挥催化作用，使汽油在燃烧时就不产
6、生c O 和N O；，无需进行尾气净化处理。作者简介：罗明良，男，1 9 7 4 生，博士生，主要从事高分子合成与改性及环境保护新技术研究。万方数据化工新型材料第2 9 卷调查表明，新装修房问的空气中有机物浓度高于室外，甚至高于工业区。目前已从空气中鉴定出几百种有机物质，其中有些是致癌物。研究表明，光催化剂可以很好地降解甲醛、甲苯等污染物，其中纳米T b 的降解效果最好，几乎可达到1 0 0。纳米T i(2 光催化剂也可用于石油、化工等工业废气处理中，改善厂区周围空气质量。另外，利用纳米T i q 的光催化性能不仅能杀死环境中的细菌，而且能同时降解由细菌释放出的有毒复合物。在医院的病房、手术室
7、及生活空间安放纳米T i 0 2 光催化剂还具有除臭作用。2 在污水处理方面的应用污水中通常含有有毒有害物质、异味精染物、细菌、病毒等。传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题，纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。资料报道，有一种新型的纳米级净水剂，其吸附能力和絮凝能力是普通净水剂三氯化铝的1 0 2 0 倍。它能将褥水中悬浮物吸附并沉淀下来，然后采用纳米磁性物质、纤维和活性炭等净化装置，有效地除去水中的铁锈、泥沙以及异昧污染物。经前述二道净化工序后，水体清澈，没有异味。再经过具有纳米孔径的特殊水处理膜和带有不同纳米 L径的陶瓷小球组装的处理装置后，可以将水中的细菌、病毒1
8、0 0 去除，得到高质量的纯净水，完全可以饮用。该技术在医学领域血透中已开始应用。同时，纳米T i q 催化降解技术还可以用于催化降解有机磷农药生产和使用中产生的有毒废水，也可以用于处理毛纺染整废水以及在江湖和海洋水面的石油类物质，显示出良好的应用前景。3 在城市固体垃圾处理中的应用【1 6 1 7将纳米技术及材料应用于城市固体垃圾处理，主要表现在两个方面：一方面是可以将橡胶制品、塑料制品、废印刷电路板等制成超微粉末，除去其中的异物，成为再生原料回收。在日本还将废橡胶轮胎制成粉末用于铺设运动场、道路以及新干线的路基等；另一方面，可以应用纳米刊0 2 加速城市垃圾的降解，其降解速度是大颗粒T i
9、 晓的1 0 倍以上，从而可以缓解大量生活垃圾给城市环境带来的压力。4 在绿色照明工程中的应用 1 8 2 1】实施绿色照明工程就是要高教节能、合理照明和保护环境。目前，我国电力的3 4 由火力发电厂提供，而燃煤排放的()晓、s 晓、烟尘悬浮物等会引起温室效应、酸雨和环境严重污染。太阳能是一个巨大的、安全的、不污染环境的清洁能源。一种可行的方法就是利用尺度为几个n m 的纳米材料的光致发光特性，在白昼时吸收天然光并储存起来，到晚上直接把光射到需要豹地方。从多孔硅光致发光现象来看，把它制成不用电的新光源是有可能的。德国学者M，s B r a n d t 认为多孔硅在低温时，发光余辉可达几小时。可
10、以预见，在不久的将来，用纳米材料制成的不用电的广告照明新光源将呈现在人们面前。参考文献1 丘旱林，徐安武巾国涂料，2 0 0 0(4)：3 02 粱金生，金宗哲王静等硅酸盐学报，1 9 9 9 2 7(5)：6 0 13 罗菊仙，赵中一地球科学一中国地质大学学报，2 0 0 0，2 5(5)：5 3 64 樊安，祖庸，李小健等钛工业进晨，2 0 0 0(3)：4 05 祖庸，雷阎盈牛晓娥等现代化工1 9(8)：4 66S 咖d aK，&k u c KV，n 曲i r 帕的K，c td E n 删s c IT e 山d，1 螂，3 2(5)：7 2 6 7 2 87C a n l a M C A
11、 l b e 工i d R M，J a r d 蚰WFJP 训o c P 咖A，C h 啦I I。1 9 9 8，1 1 2：7 3 舯8s e u i E c t d，w a 时R e s 1 9 9 9，3 3(8)：1 8 2 7 1 8 3 69c 帅D，e t 缸w a 也r。R 曙，1 9 9 8，3 2(1 1)：3 2 2 3 3 2 3 4t 01 砸b v A，d dw a t e r R e s，1 9 9 9，3 3(6)：1 3 7 1 1 3 7 61 1w a t l g Y，d d w a 时r e a，1 9 9 9，3 3(9)：2 0 3 1 2 0 3
12、61 2 黄艳娥河北理工学院学报，2 0 0 0，2 2(4)：t 0 71 3 赵文宽，方佑龄，董庆华武汉大学学报，2 0 0 0，4 6(2)：1 3 31 4 李晓平，徐宝琨，刘国范等功能材料，1 9 9 9，3 0(3)：2 4 21 5 高铁，钱朝勇工业水处理，2 0 0 0，2 0(4)：1 01 6 李泉，曾广斌化学通报，1 9 9 5(6)：2 91 7 李良果，郑庆尼张克化工新型材料，1 9 9 l，1 9(1 2)：1 21 8 陈仲林，张玉奇，严德惠等照明工程学报，1 9 9 7 8(3)：4 81 9 林军等半导体学报，1 9 9 5，1 6(1 2)2 0 王兢等半导
13、体杂志，1 9 9 2，1 7(3)2 l 李雪梅等半导体杂志，1 9 9 2 4，1 9(1)收稿日期：2 0 0 1 58 万方数据纳米技术及材料在环保中的应用与展望纳米技术及材料在环保中的应用与展望作者：罗明良，蒲春生，卢凤纪，郭焱作者单位：罗明良,卢凤纪,郭焱(西安交通大学环境与化学工程学院)，蒲春生(西安石油学院)刊名：化工新型材料英文刊名：NEW CHEMICAL MATERIALS年，卷(期)：2001,29(7)被引用次数：23次 参考文献(21条)参考文献(21条)1.ChenD;etal 查看详情外文期刊 1998(11)2.丘星林;徐安武 查看详情 2000(04)3.S
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