纳米材料在废水处理中的应用.doc

PAGE PAGE 1 烟台工程职业技术学院 管理工程系 系 高分子材料 专业 11 级 毕业设计（论文） 题 目:纳米材料在废水处理中的应用 姓名 刘怡町 学号 2011190039 指导教师（签名） 二○ 年 月 日  烟台工程职业技术学院毕业设计（论文) 诚 信 承 诺 书 本人慎重承诺： 我所撰写的设计（论文）《纳米材料在废水处理中的应用》是在老师的指导下自主完成，没有剽窃或抄袭他人的论文或成果。如有剽窃、抄袭，本人愿意为由此引起的后果承担相应责任。 毕业论文（设计）的研究成果归属学校所有。 学生(签名) 年 月 日 纳米材料在废水处理中的应用 烟台工程职业技术学院管理工程系高分子材料加工技术11302刘怡町 摘要：当前社会水污染现象严重，常规方法并不能行之有效的治理所有类型的水污染，其单一效果也不能尽如人意，必须寻求新的合适、有效的处理方法。纳米粒子具有小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，因此相较于常规的方法，纳米技术能够使粒子具有特殊的功能性，而一些特殊性能刚好在污水处理中可以起到良好的效果。本文综述了前人对纳米技术在污水处理方面的实验、研究结果，并对纳米技术在水处理中应用的广阔前景进行了展望。 引言 近年来，随着现代工业的高速发展，大量未经处理或处理未达标的污水直接排放，对水环境造成剧烈的破坏，导致水质恶化，水质型缺水问题日益突出。据调查显示，中国城市污水处理率只有36%，大量未经处理的污水直接排放，成为城市环境的二次污染源，致使82%的江河、湖泊、45%城市地下水遭受到不同程度的污染，全国七大水系和47000多公里的河段均受不同程度的污染。在这种危急的形势下，水处理技术急迫需要快速的发展。然而，传统的水处理工艺如吸附法、活性污泥法等随着时间的推移，显示出了各自的弊端，如能耗高、处理效率低、产生二次污染物等等。而近些年，随着科学技术的进步，水处理技术的革新已不单纯的是传统处理工艺技术方面的发展，很多新材料在水处理中的应用，更使得水处理技术迅速发展。而众多水处理应用的材料中，纳米材料作为尖端材料的代表，以其优越的性能，广阔的发展空间，尤其引人注目。纳米材料在微污染水源给水处理、污水处理、海水淡化和海洋环境工程治理中愈来愈显示其独特的优势，受到了大家的青睐。 一、纳米材料的基本性质 1.1 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%B1%ED%C3%E6%D0%A7%D3%A6ch=w.search.yjjlinkcid=w.search.yjjlink表面效应 指纳米晶体粒表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。例如粒子直径为10纳米时，微粒包含4000个原子，表面原子占40%；粒子直径为1纳米时，微粒包含有30个原子，表面原子占99%。主要原因就在于直径减少，表面原子数量增多。再例如，粒子直径为10纳米和5纳米时，比表面积分别为90米2/克和180米2/克。如此高的比表面积会出现一些极为奇特的现象，如金属纳米粒子在空中会燃烧，无机纳米粒子会吸附气体等等。 1.2 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%D0%A1%B3%DF%B4%E7%D0%A7%D3%A6ch=w.search.yjjlinkcid=w.search.yjjlink小尺寸效应 随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会引起颗粒性质的质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微颗粒而言，尺寸变小，同时其HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%B1%C8%B1%ED%C3%E6%BB%FDch=w.search.yjjlinkcid=w.search.yjjlink比表面积亦显著增加，从而产生特殊的光学、热学、磁学、力学、声学、超导电性、HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%BD%E9%B5%E7%D0%D4%C4%DCch=w.search.yjjlinkcid=w.search.yjjlink介电性能以及化学性能等一系列新奇的性质。 1.3 量子尺寸效应 是指当粒子尺寸下降到某一数值时，HYPERLINK /view/483822.htm费米能级附近的HYPERLINK /view/2682964.htm电子能级由准连续变为离散能级或者HYPERLINK /view/4973181.htm能隙变宽的现象。当能级的变化程度大于热能、HYPE