揚大成功研制“超級催化劑” 實現(xiàn)水體污染零碳凈化
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】隨著城市化進程加快，生活污水的排放嚴重污染了城市水體，有機污染物的大量使用也導致水體環(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走，工程量浩大，給地方政府財政增加壓力。
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，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，揚大環(huán)境學科與工程學院朱興旺團隊在光催化治理水體污染方面取得重要進展，團隊成功研制一款能夠實現(xiàn)全光譜響應(yīng)的氮碳基光催化劑，實現(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，目前已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)級制備條件。基于材料制備的光催化網(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)效果長達一年。
研究團隊長期致力于開發(fā)無需外加能量、成本低、持久性強、效果好的光催化材料。經(jīng)過長達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、光吸收能力強等特點。
在近期開展的工程實驗中，團隊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(化學需氧量)達到國家地表水I類標準。
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》等國際知名學術(shù)期刊上，已申請兩項發(fā)明專利。
(資料來源：科技日報)
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