揚(yáng)大成功研制“超級(jí)催化劑” 實(shí)現(xiàn)水體污染零碳凈化
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】隨著城市化進(jìn)程加快，生活污水的排放嚴(yán)重污染了城市水體，有機(jī)污染物的大量使用也導(dǎo)致水體環(huán)境污染加劇。傳統(tǒng)的污水處理方法如截污納管和內(nèi)源治理防范等，需要鋪設(shè)大量管道并將河水截留，把河底淤泥挖出來運(yùn)走，工程量浩大，給地方政府財(cái)政增加壓力。
近年來，以催化材料為基礎(chǔ)的水處理方法成為黑臭水體處理的熱點(diǎn)，但目前的催化材料總體催化效率慢，催化材料壽命短，需要外增加能量和持續(xù)投入。
近日，揚(yáng)大環(huán)境學(xué)科與工程學(xué)院朱興旺團(tuán)隊(duì)在光催化治理水體污染方面取得重要進(jìn)展，團(tuán)隊(duì)成功研制一款能夠實(shí)現(xiàn)全光譜響應(yīng)的氮碳基光催化劑，實(shí)現(xiàn)水體污染治理全程零碳凈化。與傳統(tǒng)催化劑相比，該催化劑的整體效率提升13.6倍，目前已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)級(jí)制備條件?；诓牧现苽涞墓獯呋W(wǎng)，在工程應(yīng)用中，使河水污染物在10天內(nèi)減少80%，持續(xù)效果長達(dá)一年。
研究團(tuán)隊(duì)長期致力于開發(fā)無需外加能量、成本低、持久性強(qiáng)、效果好的光催化材料。經(jīng)過長達(dá)5年的持續(xù)科研攻關(guān)，成功研發(fā)并優(yōu)化了一種全光譜響應(yīng)的氮碳材料。該材料具有壽命長、穩(wěn)定性高、光吸收范圍寬、光吸收能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
在近期開展的工程實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)利用新型材料制備的光催化網(wǎng)，在靜態(tài)河水中成功恢復(fù)了河道生態(tài)系統(tǒng)，10天內(nèi)讓河水污染物減少80%，有效恢復(fù)了其自凈能力。相比于其他水體凈化材料，處理效率大幅度提升，從常規(guī)的30天縮減到10天以下。據(jù)悉，河道治理中，在每公里的河道，只需鋪設(shè)寬度3米的光催化處理網(wǎng)，即可在10天內(nèi)使河水COD(化學(xué)需氧量)達(dá)到國家地表水I類標(biāo)準(zhǔn)。
經(jīng)研究表明，該材料在1年內(nèi)光催化網(wǎng)能持續(xù)發(fā)揮水體凈化作用，分解有毒有機(jī)物、提高溶解氧、激活生態(tài)，凈化效率在1年后仍有70%。目前，該光催化網(wǎng)目前主要適用于景觀河道水和工業(yè)廢水中COD的去除，將來還可治理城市污染河道，以及應(yīng)用于治理湖泊等大型水體，通過凈化水質(zhì)，恢復(fù)水體自凈能力，有效改善水體生態(tài)系統(tǒng)。
該研究成果發(fā)表在《Applied Surface Science》《Materials》等國際知名學(xué)術(shù)期刊上，已申請(qǐng)兩項(xiàng)發(fā)明專利。
(資料來源：科技日?qǐng)?bào))
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