纳米技术在水处理领域中的应用方法

化工设计通讯　

Ｃｈｅｒｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　新材料与新技术　

Ｎｅｗ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　ａｎｄ　Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　第４２卷第５期　

２０１６年５月　

纳米材料与技术在水处理应用中的新进展　

李晓军　，马　扬　

（１．山西电力科学研究院，山西太原０３００００；　

２．山西世纪中试电力科学技术有限公司，山西太原０３０００１）　

摘要：提供满足人类需要的纯净水资源是２１世纪的一项巨大挑战。全世界范围内的水资源供给需求越来越迫切，人口增　

长、全球天气变暖及水质恶化都加剧了这一需求。所以，需要通过技术创新来整合水资源管理。纳米技术在水处理领域具有很　

大的发展潜力，它可以提高处理效率，也可以通过新型水源的安全使用来增加水供给。这里我４１＇１，９．纳米吸附材料、纳米光催化　

材料和纳米膜过滤来讨论纳米材料与技术在水处理中的最新进展。　

关键词：纳米技术；水处理；纳米吸附材料；纳米光催化材料；纳米膜过滤　

中图分类号：Ｘ７０３　文献标志码：Ａ　文章编号：１００３—６４９０（２０１６）０５－００７３￣０３　

Ｔｈｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｎａｎｏ　Ｍｅｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆ０ｒ　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　Ｗａｔｅｒ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　

ＬｉＸｉａｏ－ｊｕｎ，Ｍａ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ　ｃｌｅａｎ　ａｎｄ　ａｆｒｏｒｄａｂｌｅ　ｗａｔｅｒ　ｔｏ　ｍｅｅｔ　ｈｕｍａｎ　ｎｅｅｄｓ　ｉｓ　ａ　ｇｒａｎｄ　ｃｈａｌｌｅｎｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　２　１　ｓｔ　ｃｅｎｔｕｒｙ．Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ，ｗａｔｅｒ　

ｓｕｐｐｌｙ　ｓｔｒｕｇｇｌｅｓ　ｔｏ　ｋｅｅｐ　ｕｐ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｆａｓｔ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｄｅｍａｎｄ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｅｘａｃｅｒｂａｔｅｄ　ｂｙ　ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ　ｇｒｏｗｔｈ，ｇｌｏｂａｌ　ｃｌｉｍａｔｅ　ｃｈａｎｇｅ，　

纳来技术在污水处理中的应用　境　

张　平　

（佛山市新泰隆环保设备制造有限公司　广东佛山　５２８３００）　

摘要　纳米材料具有辐射、吸收等新的特性，可作为高活性的吸附剂和催化剂，这使纳米材料在水体中对某些污染物发　

挥着特殊的作用。主要介绍纳米吸附材料、纳米ＴｉＯ　光催化技术和纳滤膜技术等。在水处理中应用纳米技术解决水污染问题　

具有很大的发展潜能　

关键词　纳米技术　污水处理　纳米吸附材料　纳米＿Ｔｉ０，光催化技术　纳滤膜技术　

中图分类号：Ｘ７０３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—９０６４（２０１３）０２—０９３—０３　

１　纳米技术　

所谓纳米技术…．是指在１－１００纳米的尺度范围里．研　

究电子、原子、分子和分子内的运动规律和特性的一项崭新　

技术。科学家们在研究物质构成的过程中，发现在纳米尺度　

下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子．显著地表现出　

许多新的特性．而利用这些特性制造具有特定功能设备的技　

术．就称为纳米技术。纳米技术包括纳米结构技术和纳米材　

料技术２部分．其中，纳米结构技术是纳米技术中的高技术，　

是在纳米的尺度范围内构架功能性结构。比如单电子开关、　

纳米元器件等　纳米材料技术中．所谓纳米材料是指当物质　

达到纳米尺度以后．物质的性能就会发生突变，出现特殊性　

能。具有既不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物　

质的特殊性能。纳米材料在机械性能、磁、光、电、热等方面　

与普通材料有很大的不同［２］，它具有辐射、吸收、催化、吸附　

等新特性　许多科学家对纳米材料的这些新特性进行了专门　

的研究．通过他们对水体中的某些污染物的特殊作用．表明　

纳米技术在水处理技术方面将产生突破性的进展　

２纳米吸附材料　

吸附剂业已广泛用于废水中无机盐和有机物的分离纯　

化　纳米颗粒具有奇特的比表面效应和其表面易被官能团化　

使之成为非常具有潜力的吸附剂。有人研究了多壁碳纳米管　

对Ｐｂ（ＩＩ）Ｃｕ（ＩＩ）和Ｃｄ（ＩＩ）的表面吸附，结果表明在室温下．　

纳米科技在环境污染治理中的应用方法分享

随着工业化和城市化的迅猛发展，环境污染问题已经成为我们面临的严峻挑战之一。为了改善环境质量，保护生态平衡，科学家们一直在寻找新的方法和技术来解决环境污染的问题。纳米科技作为一种新兴的科技领域，正在展现其在环境污染治理中的巨大潜力。本文将分享一些纳米科技在环境污染治理中的应用方法。

1. 纳米材料吸附与分离技术

纳米材料具有较大的比表面积和高度可调控性，具有良好的吸附性能。通过设计合成具有特定表面性质的纳米材料，可以增强其吸附、吸附和催化分解有害物质的能力。例如，纳米碳材料可以有效地吸附重金属离子和有机污染物，如铅、镉、苯等。纳米铁材料则可用于去除有机污染物中的氯化物和硝化物。此外，纳米复合材料也可用于分离和回收有价值的金属。

2. 纳米催化剂在污染物降解中的应用

纳米催化剂可通过尺寸效应和表面效应实现高效催化反应，促进污染物的降解。例如，纳米二氧化钛催化剂被广泛用于光催化降解有机污染物，如苯、甲醛和染料。此外，纳米金属催化剂也可用于催化氧化和还原反应，用以降解有机化合物和去除污染巨头如氮氧化物和硫化物。

3. 纳米材料在水处理中的应用

水是生命之源，其净化和再利用对我们的生活至关重要。纳米技术在水处理方面发挥了重要作用。纳米材料被广泛应用于水处理中的剔除和分离，包括纳滤、超滤和反渗透等技术。此外，纳米材料也可用于去除水中的有机和无机污染物，并用于吸附和分解细菌、病毒和重金属离子等。

4. 纳米传感器在环境监测中的应用 纳米科技还为环境监测提供了一种敏感、高效的方法。纳米传感器基于纳米材料的特殊性质，能够检测微量污染物，提供快速、准确的分析结果。例如，纳米气敏传感器可以检测有害气体如一氧化碳、氮氧化物和硫化氢。纳米生物传感器则可以通过检测特定物质的生物反应来监测环境中的污染物。

5. 纳米技术在大气治理中的应用

大气污染是全球性的问题，纳米技术也可以应用于大气治理。纳米材料被用作车用尾气催化转化器，以去除废气中的有害物质。此外，纳米材料还可以用于大气净化过程中的气体吸附和氧化反应，以提高空气质量。

第３２卷第１１期　２００７年ｌ１月　环境科学与管理　ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ　ＳＣ匹ＮＣＥ　ＡＮＤ＾　ＧＥ　Ⅱ￡ＮＴ　Ｖ０１．３２　Ｎ仉１１　ＮＯＶ．２Ｏｏ７　文章编号：１６７３—１２１２（２００７）１１—００９８—０４　

纳米材料与技术在废水处理中的应用及前景　

刘庆禄，林波　（南昌大学环境科学与工程学院，江西南昌３３００３１）　摘要：纳米技术是一种具有深刻理论研究价值和广泛应用前景的高新技术，通过概述纳米技术的内涵和纳米　材料的特殊性质，以及综述近几年纳米技术与材料在废水化处理中的应用及研究进展，如光催化纳米材料、纳　滤膜等可用于处理有机或无机废水，较传统的水处理技术有较大的突破，并指出目前国内外的研究热点，认为　该领域在水处理方面具有广阔的应用前景。　关键词：纳米技术；纳米材料；纳滤膜；废水处理　中图分类号：ｘ７ｏ３．１　文献标识码：Ａ　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｎａｎｏ——Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ　Ｌｉｕ　Ｑｉｎｇｌｕ，Ｌｉｎ　Ｂｏ　（Ｎａｎｃｈａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｓｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｃｈａｎｇ　３３００３１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎａｎｏ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ａ　ｐｒｏｆｏｕｎｄ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｖａｌｕｅ　ａｎｄ　ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈ—ｔｅｅｈ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ．Ｂｙ　ｏｕｔｌｉｎｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｃｏｎｎｏｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎａｎｏ—ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｎａｎｏ—ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｎａｔｕｒｅ，ｓｕｍｍａｒｉｚｉｎｇ　ｔｈｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｎａｎｏ—　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｎａｎｏｍａｔｅｒｉ—　ａｌｓ．Ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｃａｎ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｏｒ　ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ｃｏｍｐａｒｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｔｒｅａｔ—　ｍｅｎｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｍｏｒｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ，ａｎｄ　ｐｏｉｎｔｉｎｇ　ｏｕｔ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ａｎｄ　ｆｏｒｅｉｇｎ　ｒｅｓｅａｒｅｈ　ｆｏｃｕｓ，ｉｔ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｂｒｏａｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｒｅａ　ｏｆ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｎａｎｏ—ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｎａｎｏ—ｍａｔｅｒｉａｌ；ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ｍｅｍｂｒａｎｃｅ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ