全光譜光催化材料實現(xiàn)水體污染零碳凈化

(資料圖片)

4月6日，記者從揚州大學(xué)獲悉，該校環(huán)境學(xué)科與工程學(xué)院朱興旺團(tuán)隊經(jīng)過5年攻關(guān)，研制出一種全光譜響應(yīng)的氮碳基光催化劑，可實現(xiàn)水體污染治理全程零碳凈化，與傳統(tǒng)催化劑相比，整體效率提升13.6倍，并已具備產(chǎn)業(yè)級制備條件。這將為我國河道污染治理提供新選擇。相關(guān)成果已發(fā)表于《應(yīng)用表面科學(xué)》《材料》等國際學(xué)術(shù)期刊，并已申請兩項發(fā)明專利。

朱興旺介紹，隨著城市化進(jìn)程加快，生活污水的排放嚴(yán)重污染了城市水體，有機污染物的大量使用也導(dǎo)致水體環(huán)境污染加劇。傳統(tǒng)的污水處理方法如截污納管和內(nèi)源治理防范等，需要鋪設(shè)大量管道并將河水截留，把河底淤泥挖出來運走，工程量浩大，給地方政府財政增加壓力。

近年來，以催化材料為基礎(chǔ)的水處理方法成為黑臭水體處理的熱點，但目前的催化材料總體催化效率慢，催化材料壽命短，需要外增加能量和持續(xù)投入。

朱興旺團(tuán)隊長期致力于開發(fā)一種無須外加能量、成本低、持久性強、效果好的光催化材料。5年來，重點研發(fā)并優(yōu)化了一種全光譜響應(yīng)的氮碳材料，該材料具有光生電子-空穴壽命長、化學(xué)穩(wěn)定性高、光吸收范圍寬、光吸收能力強等特點，經(jīng)過持續(xù)改進(jìn)，材料已實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化制備。

該團(tuán)隊開展工程實驗表明，利用新型材料制備的光催化網(wǎng)在靜態(tài)河水中成功恢復(fù)了河道生態(tài)系統(tǒng)，10天內(nèi)讓河水污染物減少80%，有效恢復(fù)了其自凈能力。相比于其他水體凈化材料，處理效率大幅度提升，從常規(guī)的30天縮減到10天以下。

同時，在河道治理中每公里的河道，只需要鋪設(shè)寬度3米的光催化處理網(wǎng)，即可在10天內(nèi)使河水COD(化學(xué)需氧量)達(dá)到國家地表水I類標(biāo)準(zhǔn)。

據(jù)了解，該光催化網(wǎng)目前主要適用于景觀河道水和工業(yè)廢水中COD的去除，將來還可治理城市污染河道，以及應(yīng)用于治理湖泊等大型水體，通過凈化水質(zhì)，恢復(fù)水體自凈能力，有效改善水體生態(tài)系統(tǒng)。

(受訪者供圖)

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