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石墨烯光催化网开辟治水新路

作者:过国忠 姜树明 发布日期:2018-10-31 09:02

石墨烯光催化网应用实验

  据《科技日报》消息日前,记者从江苏盖姆科技公司和常州工程职业技术学院联合召开的石墨烯光催化材料研发与应用成果发布会”上了解到,今年来,在西安、广州等地的黑臭水体,通过铺设江苏盖姆公司自主研发的石墨烯光催化网,来降解水体污染物质,增加水体溶解氧含量,在保留河道底泥(土著生物种子源)的基础上,能够快速恢复水体直至底泥的生态环境,重建水体生态系统,恢复其自净能力。这项新技术开辟出来了我国城市治水新路子。 

  常州工程职业技术学院副院长周勇告诉记者,近年来,我国政府高度重视环保产业的发展,实施颁布了《新环保法》及水环境保护政策,其中,针对我国废水排放总量及工业废水处理问题,为了防治水污染,保护和改善环境,保障饮用水安全,促进经济社会全面协调可持续发展,重点修订通过了《中华人民共和国水污染防治法》,同时,还先后出台“大气十条”和《水污染防治计划》(即“水十条”)等,工业、市政污水处理等执行了更高的排放标准。

  目前,根据监测和统计,工业污水排放已占到全国污水排放的三分之一。特别是目前城市黑臭水体治理,主要还是运用传统技术,如纳污截管、面源控制、清淤疏浚、人工增氧、清水补给等,不仅耗费大量财力和人力,还难以根治黑臭水体。必须应用新的治水技术来解决。

  &20纳米以下的超顺磁纳米材料,具有广阔的应用前景。其中,利用制取的20纳米以下金属纳米二氧化钛材料,可以应用到环保领域,用于黑臭河道的处理,还可以制成空气净化材料制成窗帘,用于家居和室内空气净化。&江苏盖姆科技纳米材料科技有限公司董事长沈寒松说。

  记者了解到,江苏盖姆科技公司是一家由海归博士、硕士创办的、从事石墨烯新材料下游产品应用与开发的科技型企业。2016年以来,公司针对氧化纳米金属材料大多依然停留在验室阶段的现状,依托建立的国际化科研团队,重点组织开展磁性纳米晶研究,加快制取20纳米以下金属纳米材料。

  石墨烯应用产业技术创新战略联盟秘书长赵猛博士介绍,磁性纳米材料可以应用在医学、药学、环保、生物技术等方面,还可用于微波吸附、催化剂以及传感等领域,尤其是具有在外磁场下可控运动的特点,一直是全球材料科学和化学研究上的热点。但是,要开放出能够应用于治理黑臭水体的石墨烯光催化网,首先得开发20纳米以下金属纳米材料。

  常州工程职业技术学院制药与环境工程祁秀秀博士告诉记者,要实现10纳米以下金属纳米材料的量产,技术难度很高。目前,国际上在10纳米以下金属材料的制备方法上,存在着制取周期长、成本高、纯度难以保证、产物后期处理麻烦等生产与应用问题。

  3年来,江苏盖姆公司瞄准这一世界性难题,通过与国内科研院所合作,经过几年的反复试验和工艺技术攻关,在全球独创出了一种过程氧化法,去年在国际上率先成功制取出10纳米以下金属纳米材料,引起国际业界的高度关注。

  有关专家介绍,应用过程氧化法制取,不但成本低,批量大,更重要的是纯度高。利用制取的10纳米以下金属纳米材料做成的显影剂,由于粒径小,不但显影清楚,且对人体危害小;同时,由于其还具有超顺磁性,会与药物抱团,可作靶向药物的载体。这一医学显影剂正在试点医院进行测试应用,下一步,将向更多的医院及药厂进行应用推广。

  值得一提的是,江苏盖姆科技公司在科研攻关时,并不是闭门造车,而是在加快引进高层次创新人才的同时,与东南大学电子材料学院、中科院苏州纳米所、常州工程职业技术学院等科研院所建立产学研合作,针对开发过程中基础理论和工艺技术难题,以及推广示范应用等,共同确定多方面研发课题,实施跨界联合攻关。

  今年,江苏盖姆为了加速10纳米以下金属纳米二氧化钛材料产业化应用,抢占国际环保市场,投入3000多万元,在江阴建立生产基地。目前,首条年产300万平方米的生产线已正式投产,预计达产后,可新增产值3亿元左右。

  “江苏盖姆科技公司把10纳米以下金属纳米二氧化钛材料掺杂石墨烯制成的像‘渔网’的光催化网,已在国内应用到黑臭河道水体治理。把光催化网放在水里,只要有可见光,它就可以帮助分解水中的有机物质,让水体恢复自净能力。10纳米以下金属纳米材料所涉的面很广,包含纳米氧化铁、氧化金、氧化铝、氧化钛等纳米金属氧化物,虽然制备技术已经成熟,也具备了工业化量产的条件。目前虽说也有应用,但应用领域仍显狭小。

  除此,江苏盖姆科技公司还开发出延伸产品,如石墨烯基光催化空气净化材料,作为窗帘使用可有效去除室内甲醛和其他有害物质,经过相关人士的使用和常州工程职业技术学院的初步测试显示,对去除室内甲醛有明显效果。

  沈寒松说,“我们也希望国内更多的科研院所和相关企业,共同来重视金属纳米材料的下游产品应用研究,让前沿先进技术得到更多更广的推广与应用。目前,从跨界应用来说,仍有一些技术难题需要通过协同创新解决,造福于人类社会。” 

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来源:中国技术市场报 编辑:李楠
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