第六章纳米材料的应用..ppt

　　活性污泥、生物滤池、生活转盘、氧化塘、厌气消化等 　　利用微生物的代谢作用，使废水中的有机污染物氧化降解成无害物质的方法，又叫生物化学处理法，是处理有机废水最重要的方法 生物法 　　汽提、吹脱、吸附、萃取、离子交换、电解、电渗析、反渗析等 　运用物理和化学的综合作用使废水得到净化 物理化学法 　　中和、氧化、还原、分解、絮凝、化学沉淀等； 　　加入化学物质，通过化学反应，改变废水中污染物的化学性质或物理性质，使之发生化学或物理状态的变化，进而从水中除去； 化学法 　　过滤、沉淀、离心分离、上浮等； 　　通过物理或机械作用去除废水中不溶解的悬浮固体及油品 物理法 常用技术 基本原理 ? 3．纳米TiO2与环境保护 　　　由于纳米TiO2除了具有纳米材料的特点外，还具有光催化性能，使得它在环境污染治理方面将扮演极其重要的角色。 　（1）降解空气中的有害有机物 　　对室内主要的气体污染物甲醛、甲笨等的研究结果表明，光催化剂可以很好地降解这些物质，其中纳米TiO2的降解效率最好，将近达到100％。其降解机理是在光照条件下将这些有害物质转化为二氧化碳、水和有机酸。纳米TiO2的光催化剂也可用于石油、化工等产业的工业废气处理，改善厂区周围空气质量。 94 0.05 0.15 0.25 0.64 0.86 苯（mg/m3) 92 0.07 0.13 0.21 0.43 0.90 甲醛（mg/m3) 91 0.18 0.22 0.32 0.60 1.93 氨气（mg/m3) 去除率（%） 七天 五天 两天 一天 放入涂料板后 放入涂料板前 测试条件 气体浓度 纳米TiO2光催化绿色涂料对室内氨气等的降解 　　（2）降解有机磷农药 　　　有机磷农药是70年代发展起来的农药品种，占我国农药产量的80％，它的生产和使用会造成大量有毒废水。这一环保难题，使用纳米TiO2来催化降解可以得到根本解决。 　（3）处理毛纺染整废水 　　用纳米TiO2催化降解技术来处理毛纺染整废水，具有省资、高效、节能，最终能使有机物完全矿化、不存在二次污染等特点，显示出良好的应用前景。 　　（4）解决石油污染问题 　　　在石油开采运输和使用过程中，有相当数量的石油类物质废弃在地面、江湖和海洋水面，用纳米TiO2可以降解石油，解决海洋的石油污染问题。 　　（5）处理城市生活垃圾 　　　用纳米TiO2可以加速城市生活垃圾的降解，其速度是大颗粒TiO2的10倍以上，从而解决大量生活垃圾给城市环境带来的压力。 　 （6）高效的杀菌剂 　　　一般常用的杀菌剂Ag、Cu等能使细胞失去活性，但细菌被杀死后，可释放出致热和有毒的组分如内毒素，内毒素是致命物质，可引起伤寒、霍乱等疾病。利用纳米TiO2的光催化性能不仅能杀死环境中的细菌，而且能同时降解由细菌释放出的有毒复合物，在医院的病房、手术室及生活空间细菌密集场所安放纳米TiO2光催化剂还具有除臭作用。 　（7）自洁作用 　　纳米TiO2由于其表面具有超亲水性和超亲油性，因此其表面具有自清洁效应，即其表面具有防污、防雾、易洗、易干等特点。我国新近研制成功一种具备自动清洁功能，可以自动消除异味、杀菌消毒的“纳米自洁净玻璃”。 　　“纳米自洁净玻璃”是应用高科技纳米技术在平板玻璃的两面镀制一层纳米薄膜，薄膜在紫外线的作用下可分解沉积在玻璃上的污物，氧化室内有害气体，杀灭空气中的各种细菌和病毒。 自洁原理： 光触媒自洁玻璃膜中含有的具有光催化活性的纳米TiO2能吸收一定波长的光，产生自由电子和空穴，使膜表面吸咐的污染物发生氧化还原分解而除去并杀死表面微菌，达到自洁的目的。 这种涂层的基本功能是： （1）超亲水功能　应用这个功能可以将水完全均匀地在玻璃表面铺展开来，同时浸润玻璃和污染物，最终通过水的重力将附着在玻璃上的污染物带走，而且也可以起到一定的防雾作用。 （2）光催化功能　在紫外线的照射下，光触媒对有机物会有分解作用。 防雾作用 水热合成半导体纳米晶体多级结构 六、军事上的纳米技术 1．“袖珍军团” 　“袖珍军团”是指能像士兵那样执行各种军事任务的超微型智能武器装备，目前正在研制的主要是执行侦察监视任务、破坏敌方电脑网络、信息系统、武器火控和制导系统的“间谍草”、“机器虫”、“蚂蚁雄兵”和袖珍遥控飞行器等。 微型间谍飞行器 ２．纳米苍蝇 　　“纳米苍蝇”是一种苍蝇样大小的机器虫，它既可用飞机、火炮和步兵武器投放，也可人工放置在信息系统和武器系统附近，大批机器“苍蝇”可在一个地区形成高效侦察监视网，大大提高战场信息获取的数量和质量。如果再给“苍蝇”安上某种极小的弹头，它们就会变成“蜇人的黄蜂”。 ３．纳米军装 　　虽然美军目前所穿的作战服装已经具备较好的防弹、防水性能，但是缺点也很明显，即重量太大