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歐盟利用納米材料研發清除重金屬離子水處理裝置

2019-07-27    來源:生意社
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  隨著城市化和工業的發展,水污染問題愈發嚴重,飲用水中重金屬離子的去除與檢測,是21世紀人類面臨的重大研究課題。日前,歐盟多個成員國工業界與科技界參與的歐洲HY-REM研發團隊成功研制開發出新一代高靈敏度選擇性重金屬的檢測與過濾技術及其裝置。

  水體中的污染物大致可以分為三類:重金屬、有機物、細菌和病毒。其中含重金屬離子廢水的污染尤為嚴重。重金屬離子以多種形態存在于飲用水中,只要微量濃度即產生毒性效應,且具有持續性和放大作用。因而,發展高效去除和檢測飲用水中的重金屬離子的技術至關重要。

  世界衛生組織(WHO)和主要的環保機構已多次發出警告,要求嚴格控制飲用水的重金屬指標,但迄今為止,世界上尚未找到有效的飲用水重金屬檢測技術與清除方法。歐盟第七研發框架計劃(FP7)提供部分資助,由英國布萊頓大學(Brighton University)領導的,歐盟多個成員國工業界與科技界參與的歐洲HY-REM研發團隊長期致力于飲用水重金屬有效清除技術的研發創新活動。

  HY-REM研發團隊的科技人員,在成功研制出多面體低聚氫化硅倍半氧烷(POSS,Polyhedral Oligomeric Hydrido Silsequioxane)立體納米復合材料和金屬納米粒子(NPs)材料的基礎上,或單獨或混合利用上述兩種材料,針對飲用水需要清除的有毒重金屬離子,進行選擇性地檢測與清除獲得成功。附帶硅化物的硅石(Silica)可從廣泛系列酸堿值(pH)和汞濃度的飲用水中,快速有效地清除汞元素,而擁有多重功能作用的POSS混合材料被證實強化了汞載荷,促使硅膠固化的銀納米粒子(Ag NPs)從室溫下的水溶液中快速地移除無機汞。最后,再由硅石中的氫化硅簇納米復合材料快速有效地清除水體中的放射性銀離子。

  納米材料的基本構成決定了它超強的吸附能力。應用納米材料的水處理技術當屬納米宏觀應用研究范疇。因此納米技術可以用在水處理產業中,用于提高水的質量。國外有研究者將納米技術與資源、污染控制聯系在一起,認為納米技術可以在環境修復、低成本脫鹽等領域發揮作用。美國萊海大學的環境工程學教授張偉賢領導的研究小組已經合成出了一種直徑不到50納米的鐵微粒,這些微粒能以更快的速度使地下水恢復清潔;我國也有這方面的初步研究,吉林大學的韓煒教授及其研究小組也利用納米鋁粉制備出AlO(OH)納米纖維,并將AlO(OH)納米纖維與玻璃纖維、活性炭復合,去除含低濃度重金屬Cd2離子的待凈化溶液效果很好,與傳統的水源凈化方法相比,該技術成本更低、效率更高。

  納米材料比表面積大,導致其表面能和活性的增大,吸附能力增強。幾乎每一種納米材料的成功誕生,都有涉及環境工程開展的可能。特別在水處理技術方面,納米科技的應用就獲得了成功。納米材料在水處理領域的應用開發,具有良好的應用前景。

 
 
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