纳米材料在水处理中的应用

纳米材料在水处理中的应用2011年8月材料开发与应用·65·文章编号：1003—1545(2011)04-ooes-os纳米材料在水处理中的应用孙伟民，张广成，李俨，李东东，李佩佩，刘柏辰，张叠(西北工业大学理学院应用化学系，陕西西安710072)摘要：本文综述了光催化纳米材料二氧化钛、纳滤膜、碳纳米管、纳米零价铁和膨润土这五种常见的纳米材料的特点及其在微污染水源给水处理、污水处理、海水淡化、海洋环境污染治理等领域中的应用，对纳米材料在水处理中的发展前景做出了展望。关键词：水处理；纳米材料；环境保护中图分类号：X703．1文献标识码：A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。我们国家的纳米材料研究开始于上世纪80年代，应用的主要领域是陶瓷、催化、生物、医药等，而在水处理技术方面，纳米材料的研究与应用则起步相对较晚。但发展很快，相信在纳米和水处理科技工作者的共同努力下，纳米材料在水处理技术中的应用，必然给水处理技术带来巨大变革。1纳米光催化材料——纳米Ti02纳米光催化材料大多是金属氧化物或硫化物等半导体材料，它们具有特殊的电子结构，它们在光激发下所产生的电子和空穴，将反应物还原或氧化，从而使污染物得到降解，并最终完全矿化为co：、H：O和毒性小的有机物和无机离子等，因此在能源、绿色化学方面显示出其独特的功效【2】。纳米光催化材料有以下的特点【3】：降解