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- 發布時間2018-06-11 09:05
- 發布人金彩(cai)集團
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中國(guo)科學院(yuan)上海硅酸鹽研究所(suo)首席研究員黃富(fu)強帶領科研團隊歷經7年(nian)攻關，成功(gong)研發出治(zhi)污新材(cai)料(liao)，該材(cai)料(liao)由三維石墨烯(xi)管和黑色二氧化鈦兩種特殊材(cai)料(liao)混(hun)合而成，太陽光照射2周內，可(ke)較(jiao)明(ming)顯改善水(shui)質，幫(bang)助污水(shui)變清。部分成果今(jin)年(nian)初獲得“國(guo)家自然科學獎”二等獎，現已(yi)在(zai)上海、安徽等地成功(gong)示范(fan)。
該技術的(de)治污(wu)原理是(shi)“物理吸附＋光化(hua)學催(cui)化(hua)降解”。三(san)維石(shi)墨烯(xi)管作為(wei)關(guan)鍵的(de)光生(sheng)(sheng)載流子(zi)分(fen)離和傳導網絡，實現集(ji)污(wu)染(ran)物的(de)高(gao)效吸附與可見光響應的(de)黑色二氧(yang)化(hua)鈦原位降解一(yi)體化(hua)的(de)突出功效，新型三(san)維石(shi)墨烯(xi)強(qiang)化(hua)黑色二氧(yang)化(hua)鈦材料(liao)，擁有(you)對某些有(you)機污(wu)染(ran)物1000倍自身重(zhong)量的(de)超強(qiang)吸附性能、可吸收高(gao)達90-95%的(de)全太(tai)陽光譜，所產(chan)生(sheng)(sheng)氧(yang)化(hua)力極強(qiang)的(de)自由(you)基能把捕(bu)獲(huo)來的(de)有(you)機污(wu)染(ran)物高(gao)效氧(yang)化(hua)分(fen)解為(wei)水、二氧(yang)化(hua)碳。
該研究團隊于2018年4月下(xia)旬起在滬皖等地進(jin)行(xing)了示范，共(gong)鋪(pu)設光降(jiang)解(jie)(jie)吸附網3000多張(zhang)，覆蓋水(shui)(shui)域總面(mian)積近4萬(wan)平方米(mi)，治污效(xiao)果明顯。經檢測，安徽省(sheng)肥東縣定光河各項水(shui)(shui)質指(zhi)標均(jun)有較大幅度提升；上(shang)海市天山公園(yuan)水(shui)(shui)質代(dai)表(biao)性指(zhi)標均(jun)從(cong)劣五(wu)類(lei)(lei)(lei)水(shui)(shui)改善至(zhi)五(wu)類(lei)(lei)(lei)水(shui)(shui)以上(shang)，其中，化學需(xu)氧量從(cong)劣五(wu)類(lei)(lei)(lei)改善至(zhi)三(san)類(lei)(lei)(lei)水(shui)(shui)，氨氮三(san)類(lei)(lei)(lei)水(shui)(shui)改善至(zhi)二類(lei)(lei)(lei)水(shui)(shui)；其它示范地同樣(yang)具(ju)有類(lei)(lei)(lei)似明顯成效(xiao)。技術本身具(ju)有較強(qiang)的原創性和先(xian)進(jin)性，對特定有機(ji)污染物的降(jiang)解(jie)(jie)速(su)度與傳(chuan)統材料(liao)相比(bi)提高5-10倍，有望對傳(chuan)統污水(shui)(shui)處(chu)理技術帶來變革，推廣應用于服務國(guo)計民生、解(jie)(jie)決國(guo)家污染防(fang)治重大需(xu)求。
該(gai)技術(shu)示范效(xiao)果(guo)較為顯著，具(ju)有(you)(you)成(cheng)本低(di)、效(xiao)益高、效(xiao)果(guo)好(hao)等(deng)優點(dian)，在應用過程中(zhong)不(bu)存在二(er)(er)次污染(ran)，尤其適用于城市黑(hei)(hei)臭(chou)水(shui)(shui)體(ti)的(de)治理。施工(gong)(gong)工(gong)(gong)期(qi)短(duan)，經(jing)數日光照即可消減黑(hei)(hei)臭(chou)，使水(shui)(shui)體(ti)變(bian)清。三(san)維(wei)石墨烯增強(qiang)黑(hei)(hei)色(se)二(er)(er)氧化鈦的(de)光催(cui)化技術(shu)特點(dian)包括：安(an)(an)全（材(cai)料無(wu)毒、無(wu)污染(ran)、衛生安(an)(an)全、綠色(se)低(di)碳）、經(jing)濟（材(cai)料成(cheng)本低(di)、使用與(yu)運行維(wei)修費用低(di)、僅利用太(tai)陽光）、效(xiao)果(guo)好(hao)（效(xiao)率高、壽命長(chang)、有(you)(you)毒有(you)(you)機(ji)物均可降(jiang)解(jie)，提升(sheng)溶解(jie)氧）、特色(se)明顯（不(bu)動(dong)底泥進行原(yuan)位處理）、激活水(shui)(shui)生態（快速增加黑(hei)(hei)臭(chou)水(shui)(shui)體(ti)溶解(jie)氧，降(jiang)解(jie)有(you)(you)毒有(you)(you)機(ji)物），還可恢復水(shui)(shui)體(ti)長(chang)期(qi)自(zi)凈化能力。
黃富強團隊在三(san)維(wei)石(shi)墨烯(xi)(xi)和黑色(se)(se)二氧(yang)化(hua)鈦的熱點研究(jiu)領(ling)域(yu)具(ju)有國(guo)際(ji)領(ling)跑地位。黑色(se)(se)二氧(yang)化(hua)鈦的國(guo)際(ji)領(ling)先研究(jiu)被(bei)著名網站Chemistry View以(yi)“Black titania：Black is New White”為(wei)題(ti)作(zuo)專文評述(shu)；石(shi)墨烯(xi)(xi)和三(san)維(wei)結構(gou)方面的開創(chuang)性研究(jiu)，極具(ju)原創(chuang)質(zhi)子型的氮摻(chan)雜介(jie)孔石(shi)墨烯(xi)(xi)和被(bei)稱為(wei)材料之(zhi)王的三(san)維(wei)石(shi)墨烯(xi)(xi)管(guan)入選(xuan)中國(guo)石(shi)墨烯(xi)(xi)產業技(ji)術創(chuang)新戰(zhan)略聯(lian)盟評選(xuan)出(chu)的2015年(nian)度具(ju)有影(ying)響力的十大(da)新材料。
這(zhe)些原創(chuang)研究成果在(zai)Science、Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、EES和Nano letters等高水平期刊上發表SCI論文90余篇，引用超過5500次，獲得發明專利50多項。目(mu)前上述兩(liang)大(da)關鍵材料已經(jing)實現規模化制備，并出口至加(jia)拿大(da)、新加(jia)坡、沙特(te)等國，由團隊自主設(she)計、搭建的綠(lv)色、低成本生(sheng)產線，已經(jing)具備50噸年產能。
