納米材料在保護(hù)環(huán)境方面的論文
摘要： 隨著納米科技迅猛發(fā)展，越來越多的人開始關(guān)注并研究納米材料的環(huán)境行為，本文綜述了納米材料的定義以及納米材料在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：納米材料； 環(huán)境保護(hù)； 應(yīng)用
1引言
隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展,納米材料的合成和使用正日益增加，并且在電子、紡織、醫(yī)藥、化妝品、建筑、環(huán)保等行業(yè)，納米材料都得到了廣泛的應(yīng)用。
2納米材料定義
根據(jù)美國(guó)試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)(the American Society for Testing and Materials)和英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(the British Standards Institution)的定義，納米材料是指任一維尺寸小于100nm的材料[1]。 3 納米材料在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用
3.1 水環(huán)境保護(hù)
在水環(huán)境保護(hù)方面，納米材料及技術(shù)可以應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：
（1）減少水資源消耗。
用納米TiO2處理后的化學(xué)纖維制作的衣服、窗簾和帳篷等能起到自潔作用，不需使用化學(xué)洗滌劑清洗，從而降低了污水的排放量，同時(shí)減少了水資源的消耗。
（2）水的凈化處理。
使用納米材料的光催化方法，可使許多難降解的污染物轉(zhuǎn)化為H2O和CO2 等無污染的小分子物質(zhì)。
（3）用于有機(jī)物廢水處理。
利用TiO2、ZnO等半導(dǎo)體對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行光催化降解，最終生成無毒無味的CO2、H2O及一些簡(jiǎn)單的無機(jī)物，正逐漸成為工業(yè)化技術(shù)，這為環(huán)境污染的消除開辟了廣闊的前景。
（4）用作納米凈水劑。
一種新型的納米級(jí)凈水劑具有很強(qiáng)的吸附能力，它的吸附能力和絮凝能力是普通凈水劑三氯化鋁的10～20倍。
（5）抑制藍(lán)藻生長(zhǎng)。
研究表明，改性納米TiO2具有較強(qiáng)的氧化能力，對(duì)滇池藍(lán)藻的微囊藻膠群體、葉綠素以及超氧化物歧化酶活性等可產(chǎn)生明顯的破壞性影響，從而可顯著抑制藍(lán)藻生長(zhǎng)［2］。
3.2 大氣環(huán)境保護(hù)
（1）用作煤炭助燃催化劑
工業(yè)用煤燃燒后也會(huì)產(chǎn)生SO2氣體，如加入納米級(jí)助燃催化劑則不僅可使煤充分燃燒，不產(chǎn)生CO氣體，提高能源利用率，而且會(huì)使硫轉(zhuǎn)化為固體硫化物，而不產(chǎn)生SO2氣體，從而消除有害氣體的產(chǎn)生［3］。
（2）用作石油脫硫催化劑
納米鈦酸鈷(CoTiO3)是一種非常好的石油脫硫催化劑，以半徑為55～70nm的鈦酸鈷合成的催化活體多孔硅膠或以Al2O3陶瓷作為載體的催化劑,其催化效率極高。
（3）用作汽車尾氣凈化催化劑
復(fù)合稀土化合物的納米級(jí)粉體有極強(qiáng)的氧化還原性能,這是其它任何汽車尾氣凈化催化劑都不能比擬的，它的應(yīng)用可以徹底解決汽車尾氣中CO和NOx的'污染問題。
（4）用作納米燃油添加劑
納米燃油添加劑可以大幅增加動(dòng)力，降低燃油消耗，提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能并延長(zhǎng)其壽命，減少尾氣中有害物質(zhì)的排放，保護(hù)環(huán)境。
（5）治理大氣污染
利用納米TiO2的光催化作用可將這些氣體氧化成硝酸和硫酸,在降雨過程中除去,從而達(dá)到降低大氣污染的目的。［5］［4］。
3.3 城市垃圾處理
（1）減少廢物的產(chǎn)生
納米材料的可回收、可生物降解等特性，可以提高食品包裝的重復(fù)利用度、減輕環(huán)境污染［6］。
（2）處理城市垃圾
納米TiO2可以加速城市生活垃圾的降解,其降解速度是大顆粒TiO2的10倍以上,從而可解決大量生活垃圾給城市環(huán)境帶來的壓力,避免了因焚燒處理而帶來的二次環(huán)境污染問題。
3.4其它
（1）控制污染源
污染的預(yù)防是指有效地使用原材料、能源、水及其他資源以減少或消除廢物的產(chǎn)生，從而從源頭上遏制污染的發(fā)生。
（2）監(jiān)測(cè)環(huán)境污染
利用納米技術(shù)研制的碳納米管可以用于監(jiān)測(cè)NOx,可在室溫下工作，造價(jià)低廉，而且體積小［7］。
（3）紫外線屏蔽
納米TiO2具有很強(qiáng)的散射和吸收紫外線的能力，尤其是對(duì)人體有害的中長(zhǎng)波紫外UVA、UVB(320～400nm,290～320nm)的吸收能力很強(qiáng)，效果比有機(jī)紫外吸收劑強(qiáng)很多，并且可透過可見光。
（4）噪聲控制
運(yùn)用納米技術(shù)開發(fā)的潤(rùn)滑劑，既能在物體表面形成永久性的固態(tài)膜，產(chǎn)生極好的潤(rùn)滑作用，得以大降低機(jī)器設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲，又能延長(zhǎng)它的使用壽命［8］。
4 結(jié)論與展望
近年來納米材料在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用成為環(huán)境污染治理研究的新熱點(diǎn)，并且取得了一些重要成果［9］。在今后的研究中，需要進(jìn)一步加強(qiáng)：
�。�1） 不同納米尺度修復(fù)劑在土壤、水體中的存在狀態(tài)、傳輸、轉(zhuǎn)化和與其它物質(zhì)相互作用的規(guī)律研究。
�。�2）土壤、水體中不同納米尺度物質(zhì)的探測(cè)和表征方法，建立納米尺度有毒化學(xué)物質(zhì)的數(shù)據(jù)庫，進(jìn)一步明確劃分納米尺度有毒化學(xué)物質(zhì)的范圍，以利于重點(diǎn)防范這些物質(zhì)在生產(chǎn)和應(yīng)用過程中對(duì)環(huán)境安全造成的危害。
�。�3）需探索有效的納米材料安全評(píng)價(jià)方法，建立統(tǒng)一的納米材料毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)方法、技術(shù)及安全標(biāo)準(zhǔn)，為納米材料的生物毒性機(jī)制研究提供保障。
5參考文獻(xiàn)
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