纳米技术在水处理方面的应用.doc

纳米技术在水处理方面的应用摘要:随着人们对环境的日益重视以及对水质要求的提高,以及纳米技术研究的不断深入,纳米技术及材料在环境保护领域尤其是水处理方面的应用也会越来越广泛。纳米光催化技术、纳滤膜技术、纳米还原性技术及纳米吸附性技术在水处理领域都取得了一定的成就,不过也存在一些不足,需要我们继续深入的开展研究。关键词:纳米技术水处理纳米催化剂纳米过滤膜纳米吸附剂引言:随着我国工农业的飞速发展,“水质型缺水”严重、水体污染加剧、水环境生态恶化已成为不争的事实,这些都严重制约着我国的现代化建设,并形成了“瓶颈”效应。而传统的水处理技术存在许多缺点,如很难有效去除水体中复杂的污染物、易受水体水质变化影响、处理效果不稳定、能耗高、操作管理复杂、处理设施占地面积大等,亟待改进。近些年来崛起的新技术——纳米技术,在资源持续利用、汽车尾气净化、水处理及噪声控制等方面的应用正取得突破性的进展,有望解决传统水处理技术存在的问题。纳米技术概述所谓纳米技术,是指在1-100纳米的尺度范围里,研究电子、原子、分子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。纳米量级的材料因其物质颗粒接近原子大小,其物质的性能发生突变,产生了常规颗粒所不具备的效应:表面与界面效应、体积(小尺寸)效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应,从而在机械性能、磁、光、电、热等方面与传统材料有很大的不同,具有辐射、吸收、催化、吸附及二元协同性等许多新特性,使得它在材料、医学、生物工程及环境保护等方面有着广阔的应用。纳米技术在水处理方面的应用。目前纳米技术在水处理方面主要应用于纳米催化剂、纳米过滤膜、纳米吸附剂、纳米传感器等。纳米催化剂纳米光催化降解是一项新兴的非常具有发展前景的水处理技术,纳米颗粒由于具有常规颗粒所不具备的纳米效应,因此具有更高的催化活性,能将污染物在特定光照下催化降解,常用的光催化剂有TiO2、ZnO2、CdS、SnO2、Fe2O3等。研究发现,纳米TiO2材料远远比一般的半导体催化效率高。原因在于:①量子尺寸效应致使材料的导带和价带能级变成分立能级,使其能隙变宽。导带电位变得更负,价带电位变得更正,由此,纳米TiO2粒子的氧化和还原能力变得更强。②纳米TiO2粒子具有较小的粒径,与粗粒子相比,更容易从粒子内扩散迁移到粒子表面,得失电子更简单,进而更有利于氧化和还原反应的进行。纳米TiO2的催化活性远高于普通TiO2粉末,既可作为还原催化剂也可作为氧化剂。迄今为止,已发现有数百种有机污染物可通过纳米TiO2的光催化氧化降解为无害的CO2和H2O。该技术工艺简单、成本低廉,降解污染物速度快,降解有机污染物的范围广,氧化条件温和而且无二次污染、能长期有益于生态自然环境、是最具有开发前景的绿色环保技术之一。纳米过滤技术纳米过滤(NF)是由压力驱动,介于反渗透(RO)和超滤(UF)之间,有时也被称作疏松反渗透。NF膜的孔径在纳米级范围内,其一般为l~5nm,其中存在真正的微孔,通常分离的溶解组分,其相对分子量范围为100~1000,分子尺寸约为1。即截留分子量大于100的有机物,允许小分子的有机物通过;同时NF膜对二价及多价离子的截留效果明显好于对单价离子的截留效果,以致它能有效去除二价及多价离子,但无法有效去除单价离子。由于NF膜允许小分子有机物及大部分单价离子通过,使得NF膜所需的操作压力较低,通常