Group 7 水污染处理中的MSE 楼思余易岸超 敖东亮 洗淑君 章志铖
水污染处理中的MSE 楼思余 易岸超 敖东亮 冼淑君 章志铖 Group 7
Group 7 可是我们似乎从来没有重视过她 水是生命之源 猪投上海 陈尸遍野 绿色海洋
水是生命之源可是我们似乎从来没有重视过她 Group 7
Group 7 身为材料人的我们需要做什么！ 材料科学能为水资源保护做什么？ 多孔陶 瓷材料 纳米材 料 材料科学
身为材料人的我们需要做什么！ 材料科学 纳米材 料 多孔陶 瓷材料 材料科学能为水资源保护做什么？ Group 7
Group 7 纳米材料与水污染治理 (设计方面) 一高效纳米吸附剂 A,针对水中低浓度的砷、氟以及重金属等污染物。 例子：铁基多孔纳米磁性材料。原理：依据微观界面研究，对其表面进行功能化修饰， 实现对砷、氟、重金属高容量选择性吸附。 B,针对难降解、低浓度疏水性的持久性有机污染物 例子：以纳米孔材料为主体的表面功能化的吸附剂。原理：研究表面官能团化学特性与 有机污染物的关系，揭示吸附选择和增容
高效纳米吸附剂 A,针对水中低浓度的砷、氟以及重金属等污染物。 例子：铁基多孔纳米磁性材料。原理：依据微观界面研究，对其表面进行功能化修饰， 实现对砷、氟、重金属高容量选择性吸附。 B,针对难降解、低浓度疏水性的持久性有机污染物 例子：以纳米孔材料为主体的表面功能化的吸附剂。原理：研究表面官能团化学特性与 有机污染物的关系，揭示吸附选择和增容 Group 7
Group 7 纳米材料与水污染治理 (设计方面) 高效纳米催化剂 A,从增加催化剂的有效接触面积和催化活性点考虑 例子：纳米结构薄膜（复合金属、金属氧化物和半导体）。作用方式：调节实验条件实现不 同组成和孔结构（如大孔/中孔、大孔/介孔）的优化组合，从而大幅度提高污染物的降解性能。 B从表面修饰考虑 例子：纳米线和纳米管阵列（金属、氧化物及半导体）。作用方式：通过在其表面修饰不同 纳米材料实现污染物的高效催化降解。 C,从吸附性考虑 例子：以有序微孔结构为基础的复合材料（金属、半导体、绝缘体、有机高分子）。作用方 式：将催化剂粒子均匀分散到微孔结构中，使催化反应能够在被吸附物富集的区域发生
高效纳米催化剂 A,从增加催化剂的有效接触面积和催化活性点考虑 例子：纳米结构薄膜（复合金属、金属氧化物和半导体）。作用方式：调节实验条件实现不 同组成和孔结构(如大孔/中孔、大孔/介孔)的优化组合，从而大幅度提高污染物的降解性能。 B从表面修饰考虑 例子：纳米线和纳米管阵列（金属、氧化物及半导体）。作用方式：通过在其表面修饰不同 纳米材料实现污染物的高效催化降解。 C,从吸附性考虑 例子：以有序微孔结构为基础的复合材料（金属、半导体、绝缘体、有机高分子）。作用方 式：将催化剂粒子均匀分散到微孔结构中，使催化反应能够在被吸附物富集的区域发生。 Group 7
Group 7 纳米TiO2光 催化氧化技术 原理：在紫外光照 射下，纳米Ti02表 面会产生氧化能力 极强的羟基自由基 (0H),使水中的 有机污染物氧化降 解为无害的C02和水
纳米TiO2光 催化氧化技术 原 理 ： 在 紫 外 光 照 射 下 ， 纳 米 T i O 2 表 面 会 产 生 氧 化 能 力 极 强 的 羟 基 自 由 基 ( · O H ) ， 使 水 中 的 有 机 污 染 物 氧 化 降 解 为 无 害 的 C O 2 和 水 。 Group 7
Group 7 应用前景 纳米T○2光催化氧化技术在彻底降解水中的有机污染物和可以利用太阳 能等方面有着突出的优点，特别是当水中的有机污染物浓度很高或用其 他方法难以处理时，具有更明显的优势，是其他传统方法无法比拟的， 尤其是近年来高效率的光催化剂、纳米粒子负载和金属掺杂、光电结合 的催化方法以及太阳能技术的研究开发，使纳米T○2光催化氧化应用于 水处理领域有着良好的前景。目前，日本、美国、加拿大等国家已尝试 把纳米T○2光催化氧化技术用于水处理，但大都处于实验室研究阶段， 关于工业规模的应用开发鲜有报道。如何尽快实现工程化，有待各相关 领域的研究人员进一步努力
纳 米T i O 2 光 催化 氧 化技术在彻 底 降 解水 中 的有 机污 染 物 和 可以利 用 太 阳 能 等 方 面 有 着 突 出的优 点 ， 特别是 当水中 的有机 污 染物浓 度 很 高或用其 他 方 法 难 以 处 理时 ，具有更明显的 优势，是其 他 传统 方 法 无 法比拟的， 尤 其 是 近 年 来 高效 率的光催化剂、 纳米粒 子负载和金属 掺 杂 、 光 电结合 的 催 化 方 法 以 及太 阳能技术的研究 开发， 使纳米 T i O 2 光催 化 氧化应用于 水 处 理领 域 有着 良 好的 前 景。 目前 ，日本 、美国、加拿 大 等 国 家已尝试 把 纳 米T i O 2 光催 化 氧化技 术用于 水处 理 ，但 大 都 处于实验 室 研究 阶 段 ， 关 于 工 业 规 模 的应 用开发鲜有报道 。如何 尽快 实 现工 程 化 ， 有待各相关 领 域 的 研 究 人 员进 一步努力。 Group 7
Group 7 纳滤膜技术 ①能截留分子量大于100的 有机物以及多价离子，允许 小分子有机物和单价离子透 过； ②可在高温、酸、 佩等苛刻 条件下运行，耐污染； ③运行压力低，膜通量高， 装置运行费用低； ④可以和其他污水处理过程 相结合以进一步降低赛用和 提高处理效果。在水处理 中，NF膜主要用于含溶剂废 水的处理，能有效地去除水 中的色度、硬度和异味。NF 膜以其特殊的分离性能已 成功地应用于制糖、制浆造 纸、电镀，机械加工以及化 工反应催化剂的回收等行 业的废水处理
纳滤膜技术 ① 能 截 留 分 子 量 大 于 1 0 0 的 有 机 物 以 及 多 价 离 子 ， 允 许 小 分 子 有 机 物 和 单 价 离 子 透 过 ； ② 可 在 高 温 、 酸 、 碱 等 苛 刻 条 件 下 运 行 ， 耐 污 染 ； ③ 运 行 压 力 低 ， 膜 通 量 高 ， 装 置 运 行 费 用 低 ； ④ 可 以 和 其 他 污 水 处 理 过 程 相 结 合 以 进 一 步 降 低 费 用 和 提 高 处 理 效 果 。 在 水 处 理 中 ， N F 膜 主 要 用 于 含 溶 剂 废 水 的 处 理 ， 能 有 效 地 去 除 水 中 的 色 度 、 硬 度 和 异 味 。 N F 膜 以 其 特 殊 的 分 离 性 能 已 成 功 地 应 用 于 制 糖 、 制 浆 造 纸 、 电 镀 、 机 械 加 工 以 及 化 工 反 应 催 化 剂 的 回 收 等 行 业 的 废 水 处 理 。 Group 7
Group 7 应用前景 NF膜对水中分子量为几百的有机小分子具有分离性能，对色度、硬度 和异味有很好的去除能力，并且操作压力低，水通量大，因而将在水处 理领域发挥巨大的作用。目前，在NF膜的制备、表征和分离机理方面， 还有大量的技术问题需要解决，尚需要开发廉价而性能优良的膜，并能 提供给用户各种准确的膜性能参数，这些都是纳滤技术在废水处理及其 他应用中的关键
N F 膜对 水中分 子 量 为 几百 的 有机 小分子 具有分离性能 ， 对 色度 、 硬度 和 异 味 有 很好 的 去除 能力， 并且操作压力低 ， 水 通量 大， 因 而 将 在水处 理 领 域 发 挥巨 大 的作 用。目前，在 N F 膜 的制备 、 表征和分 离 机理方面 ， 还 有 大 量 的技 术 问题 需要解决，尚需要开发廉价 而性能优良 的 膜 ， 并能 提 供 给 用 户各 种 准确 的膜性能参数，这些都是纳 滤技术在废 水处理及其 他 应 用 中 的关 键 。 Group 7
Group 7 多孔陶瓷材料 (porous ceramics) ●Definition:具有高孔隙率的陶瓷材料。常用于过滤、吸附、催化剂载体技术上。 ●Classification: 微孔材料(500埃) 一Features:化学稳定性好、良好机械强度和 刚度、耐热性好、孔道分布均匀
（porous ceramics） Definition：具有高孔隙率的陶瓷材料。常用于过滤、吸附、催化剂载体技术上。 Classification： Features：化学稳定性好、良好机械强度和刚度、耐热性好、孔道分布均匀。 Group 7