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石墨烯光催化網開辟治水新路

作者:過國忠 姜樹明 發布日期:2018-10-31 09:02

石墨烯光催化網應用實驗

  據《科技日報》消息日前,記者從江蘇蓋姆科技公司和常州工程職業技術學院聯合召開的石墨烯光催化材料研發與應用成果發布會”上了解到,今年來,在西安、廣州等地的黑臭水體,通過鋪設江蘇蓋姆公司自主研發的石墨烯光催化網,來降解水體污染物質,增加水體溶解氧含量,在保留河道底泥(土著生物種子源)的基礎上,能夠快速恢復水體直至底泥的生態環境,重建水體生態系統,恢復其自凈能力。這項新技術開辟出來了我國城市治水新路子。 

  常州工程職業技術學院副院長周勇告訴記者,近年來,我國政府高度重視環保產業的發展,實施頒布了《新環保法》及水環境保護政策,其中,針對我國廢水排放總量及工業廢水處理問題,為了防治水污染,保護和改善環境,保障飲用水安全,促進經濟社會全面協調可持續發展,重點修訂通過了《中華人民共和國水污染防治法》,同時,還先后出臺“大氣十條”和《水污染防治計劃》(即“水十條”)等,工業、市政污水處理等執行了更高的排放標準。

  目前,根據監測和統計,工業污水排放已占到全國污水排放的三分之一。特別是目前城市黑臭水體治理,主要還是運用傳統技術,如納污截管、面源控制、清淤疏浚、人工增氧、清水補給等,不僅耗費大量財力和人力,還難以根治黑臭水體。必須應用新的治水技術來解決。

  &20納米以下的超順磁納米材料,具有廣闊的應用前景。其中,利用制取的20納米以下金屬納米二氧化鈦材料,可以應用到環保領域,用于黑臭河道的處理,還可以制成空氣凈化材料制成窗簾,用于家居和室內空氣凈化。&江蘇蓋姆科技納米材料科技有限公司董事長沈寒松說。

  記者了解到,江蘇蓋姆科技公司是一家由海歸博士、碩士創辦的、從事石墨烯新材料下游產品應用與開發的科技型企業。2016年以來,公司針對氧化納米金屬材料大多依然停留在驗室階段的現狀,依托建立的國際化科研團隊,重點組織開展磁性納米晶研究,加快制取20納米以下金屬納米材料。

  石墨烯應用產業技術創新戰略聯盟秘書長趙猛博士介紹,磁性納米材料可以應用在醫學、藥學、環保、生物技術等方面,還可用于微波吸附、催化劑以及傳感等領域,尤其是具有在外磁場下可控運動的特點,一直是全球材料科學和化學研究上的熱點。但是,要開放出能夠應用于治理黑臭水體的石墨烯光催化網,首先得開發20納米以下金屬納米材料。

  常州工程職業技術學院制藥與環境工程祁秀秀博士告訴記者,要實現10納米以下金屬納米材料的量產,技術難度很高。目前,國際上在10納米以下金屬材料的制備方法上,存在著制取周期長、成本高、純度難以保證、產物后期處理麻煩等生產與應用問題。

  3年來,江蘇蓋姆公司瞄準這一世界性難題,通過與國內科研院所合作,經過幾年的反復試驗和工藝技術攻關,在全球獨創出了一種過程氧化法,去年在國際上率先成功制取出10納米以下金屬納米材料,引起國際業界的高度關注。

  有關專家介紹,應用過程氧化法制取,不但成本低,批量大,更重要的是純度高。利用制取的10納米以下金屬納米材料做成的顯影劑,由于粒徑小,不但顯影清楚,且對人體危害小;同時,由于其還具有超順磁性,會與藥物抱團,可作靶向藥物的載體。這一醫學顯影劑正在試點醫院進行測試應用,下一步,將向更多的醫院及藥廠進行應用推廣。

  值得一提的是,江蘇蓋姆科技公司在科研攻關時,并不是閉門造車,而是在加快引進高層次創新人才的同時,與東南大學電子材料學院、中科院蘇州納米所、常州工程職業技術學院等科研院所建立產學研合作,針對開發過程中基礎理論和工藝技術難題,以及推廣示范應用等,共同確定多方面研發課題,實施跨界聯合攻關。

  今年,江蘇蓋姆為了加速10納米以下金屬納米二氧化鈦材料產業化應用,搶占國際環保市場,投入3000多萬元,在江陰建立生產基地。目前,首條年產300萬平方米的生產線已正式投產,預計達產后,可新增產值3億元左右。

  “江蘇蓋姆科技公司把10納米以下金屬納米二氧化鈦材料摻雜石墨烯制成的像‘漁網’的光催化網,已在國內應用到黑臭河道水體治理。把光催化網放在水里,只要有可見光,它就可以幫助分解水中的有機物質,讓水體恢復自凈能力。10納米以下金屬納米材料所涉的面很廣,包含納米氧化鐵、氧化金、氧化鋁、氧化鈦等納米金屬氧化物,雖然制備技術已經成熟,也具備了工業化量產的條件。目前雖說也有應用,但應用領域仍顯狹小。

  除此,江蘇蓋姆科技公司還開發出延伸產品,如石墨烯基光催化空氣凈化材料,作為窗簾使用可有效去除室內甲醛和其他有害物質,經過相關人士的使用和常州工程職業技術學院的初步測試顯示,對去除室內甲醛有明顯效果。

  沈寒松說,“我們也希望國內更多的科研院所和相關企業,共同來重視金屬納米材料的下游產品應用研究,讓前沿先進技術得到更多更廣的推廣與應用。目前,從跨界應用來說,仍有一些技術難題需要通過協同創新解決,造福于人類社會。” 

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來源:中國技術市場報 編輯:李楠
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