全光譜光催化材料 實(shí)現(xiàn)水體污染零碳凈化

  ICC訊 4月18日，科技日報記者從揚(yáng)州大學(xué)獲悉，該校環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院朱興旺博士團(tuán)隊經(jīng)過5年攻關(guān)，研制出一種全光譜響應(yīng)氮碳光催化材料，可實(shí)現(xiàn)水體污染治理全程零碳凈化，與傳統(tǒng)催化劑相比，其整體效率提升13.6倍，并已具備產(chǎn)業(yè)級制備條件。相關(guān)研究成果已發(fā)表于《材料化學(xué)A》《應(yīng)用表面科學(xué)》等國際學(xué)術(shù)期刊，并已申請兩項發(fā)明專利。

試管中的粉末狀物質(zhì)為朱興旺團(tuán)隊研發(fā)的全光譜響應(yīng)氮碳光催化材料。王振興攝

  朱興旺介紹，隨著城市化進(jìn)程加快，不僅生活污水排放嚴(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，城市水網(wǎng)黑臭現(xiàn)象屢見不鮮。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流，把河底淤泥挖出運(yùn)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研究熱點(diǎn)，但目前的催化材料總體壽命短、催化效率慢，需要額外增加能量和持續(xù)投入。

  朱興旺團(tuán)隊長期致力于開發(fā)一種無須外加能量、成本低、持久性強(qiáng)、效果好的光催化材料。5年來，他們重點(diǎn)研發(fā)并優(yōu)化了一種全光譜響應(yīng)氮碳催化材料，該材料具有光生電子—空穴壽命長、化學(xué)穩(wěn)定性高、光吸收范圍寬、光吸收能力強(qiáng)等特點(diǎn)，經(jīng)過持續(xù)改進(jìn)，該材料已實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化制備。

  該團(tuán)隊開展的工程實(shí)驗表明，將該材料制備的光催化網(wǎng)應(yīng)用于河水中成功恢復(fù)了河流生態(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，該材料去除污染物效率大幅度提升，從常規(guī)的30天縮減到10天以下。

  同時在河道治理中，每公里的河道只需鋪設(shè)寬度為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)。

  據(jù)了解，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，將來還可應(yīng)用于城市污染河道，以及湖泊等大型水體中，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)。