歐盟利用納米材料研發(fā)清除重金屬離子水處理裝置
隨著城市化和工業(yè)的發(fā)展，水污染問題愈發(fā)嚴(yán)重，飲用水中重金屬離子的去除與檢測(cè)，是21世紀(jì)人類面臨的重大研究課題。日前，歐盟多個(gè)成員國工業(yè)界與科技界參與的歐洲HY-REM研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功研制開發(fā)出新一代高靈敏度選擇性重金屬的檢測(cè)與過濾技術(shù)及其裝置。
水體中的污染物大致可以分為三類：重金屬、有機(jī)物、細(xì)菌和病毒。其中含重金屬離子廢水的污染尤為嚴(yán)重。重金屬離子以多種形態(tài)存在于飲用水中，只要微量濃度即產(chǎn)生毒性效應(yīng)，且具有持續(xù)性和放大作用。因而，發(fā)展高效去除和檢測(cè)飲用水中的重金屬離子的技術(shù)至關(guān)重要。
世界衛(wèi)生組織(WHO)和主要的環(huán)保機(jī)構(gòu)已多次發(fā)出警告，要求嚴(yán)格控制飲用水的重金屬指標(biāo)，但迄今為止，世界上尚未找到有效的飲用水重金屬檢測(cè)技術(shù)與清除方法。歐盟第七研發(fā)框架計(jì)劃(FP7)提供部分資助，由英國布萊頓大學(xué)(Brighton University)領(lǐng)導(dǎo)的，歐盟多個(gè)成員國工業(yè)界與科技界參與的歐洲HY-REM研發(fā)團(tuán)隊(duì)長期致力于飲用水重金屬有效清除技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新活動(dòng)。
HY-REM研發(fā)團(tuán)隊(duì)的科技人員，在成功研制出多面體低聚氫化硅倍半氧烷(POSS，Polyhedral Oligomeric Hydrido Silsequioxane)立體納米復(fù)合材料和金屬納米粒子(NPs)材料的基礎(chǔ)上，或單獨(dú)或混合利用上述兩種材料，針對(duì)飲用水需要清除的有毒重金屬離子，進(jìn)行選擇性地檢測(cè)與清除獲得成功。附帶硅化物的硅石(Silica)可從廣泛系列酸堿值(pH)和汞濃度的飲用水中，快速有效地清除汞元素，而擁有多重功能作用的POSS混合材料被證實(shí)強(qiáng)化了汞載荷，促使硅膠固化的銀納米粒子(Ag NPs)從室溫下的水溶液中快速地移除無機(jī)汞。最后，再由硅石中的氫化硅簇納米復(fù)合材料快速有效地清除水體中的放射性銀離子。
納米材料的基本構(gòu)成決定了它超強(qiáng)的吸附能力。應(yīng)用納米材料的水處理技術(shù)當(dāng)屬納米宏觀應(yīng)用研究范疇。因此納米技術(shù)可以用在水處理產(chǎn)業(yè)中，用于提高水的質(zhì)量。國外有研究者將納米技術(shù)與資源、污染控制聯(lián)系在一起，認(rèn)為納米技術(shù)可以在環(huán)境修復(fù)、低成本脫鹽等領(lǐng)域發(fā)揮作用。美國萊海大學(xué)的環(huán)境工程學(xué)教授張偉賢領(lǐng)導(dǎo)的研究小組已經(jīng)合成出了一種直徑不到50納米的鐵微粒，這些微粒能以更快的速度使地下水恢復(fù)清潔；我國也有這方面的初步研究，吉林大學(xué)的韓煒教授及其研究小組也利用納米鋁粉制備出AlO(OH)納米纖維，并將AlO(OH)納米纖維與玻璃纖維、活性炭復(fù)合，去除含低濃度重金屬Cd2離子的待凈化溶液效果很好，與傳統(tǒng)的水源凈化方法相比，該技術(shù)成本更低、效率更高。
納米材料比表面積大，導(dǎo)致其表面能和活性的增大，吸附能力增強(qiáng)。幾乎每一種納米材料的成功誕生，都有涉及環(huán)境工程開展的可能。特別在水處理技術(shù)方面，納米科技的應(yīng)用就獲得了成功。納米材料在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)，具有良好的應(yīng)用前景。
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