造纸废水污染目前是江河的主要污染源之一。
Pintar等在间歇式反应器中纳米Ru/TiO2作催化剂,对酸性或碱性牛皮纸漂白废水进行光催化降解,废水中的有机总碳TOC的去除率可达到99.6%,并使废水完全脱色。
他们还研究了经光催化湿空气氧化处理后的工厂废水对弧菌的毒性的实验,结果表明处理后的溶液对弧菌没有累积的毒性效应,表明用该方法处理后的工厂漂白废水完全可以进一步生物降解。
2.无机污染废水的处理
污水中的重金属对人体的危害很大,流失也是资源的浪费。纳米粒子能对水中的重金属离子通过光电子产生很强的还原能力。
如纳米TiO2能将高氧化态汞、银、铂等贵重金属离子吸附于表面,并将其还原为细小的金属晶体,这样即消除了废水的毒性,又可回收贵重金属。
例如废水中的Cr6 具有较强的致癌性(是Cr3 的100倍),将Cr6 转化为Cr3 毒性大大降低;纳米TiO2能将SO4-2、NOX和S-2还原成单质或无毒低氧化态的氧化物,将剧毒CN-被光催化氧化反应生成CO2、N2和NO3-。
如TiO2光催化法对电镀工业废水中的CN-、I-、B、Cl-等可进行光解,从Au(CN)4-中还原出Au,不仅能消除CN-而且能够还原镀液中的贵金属,从而降低污染度。
3.自来水的净化处理
纳米TiO2除具有降解有机物和无机物的能力外,还具有*菌的功能。因此,纳米TiO2是自来水净化的良好处理材料。
将纳米TiO2固定于玻璃纤维网上形成的催化膜用于饮用水时,自来水中有机物总量的去除率在60%以上,浓度降至检测限以下,达到了直接安全饮用的要求。
另外一种新型的纳米级净水剂具有很强的吸附能力,它的吸附能力和絮凝能力是普通净水剂三氯化铝的10~20倍。
采用纳米磁性物质、纤维和活性炭净化装置,能有效地除去水中的铁锈、沙以及异味等,再经过带有纳米孔径的特殊水处理膜和带有不同纳米孔径的陶瓷小球组装的处理装置后,可以100%除去水中的细菌、病毒,得到高质量的纯净水。
该技术在医学的血透中也得以应用,肝、肾功能衰竭者饮用这种水后,会大大减轻肝、肾脏的负担。
纳米技术及纳米材料在环境有害气体治理中的应用1.石油脱硫催化剂
工业生产中使用的燃料及作为汽车燃料的汽油、柴油等,是最大的二氧化硫污染源,有资料表明纳米级CoTiO3是一种非常好的石油脱硫催化剂,经它催化的石油中硫的含量<0.01%,达到国际标准。
在煤燃烧时加入一种纳米级助烧催化剂,即可使煤充分燃烧,又可使硫转化为固体的硫化物,而不产生SO2气体,使空气质量得以改观。
2.汽车尾气净化
汽车排放的尾气处理途径主要是寻求有效催化剂及其载体把有害气体转变为无害物质。
例如纳米Zr0.5Ce0.5O2粉体为催化活性体的汽车尾气净化催化剂,由于其具有极强的电子得失能力和氧化还原性,空间悬键多、吸附能力强,因此它可使CO和NOX转化为对人体和环境无害的气体CO2和N2。
而更新的纳米技术,是在发动机汽缸里发挥催化作用,使汽油在燃烧时不产生CO和NOX,无需尾气净化处理。
北京大学博雅公司利用纳米技术研制开发出NANO牌纳米燃油添加剂,以纳米级的微爆使燃油二次雾化,与空气充分混合均匀,使燃烧进行更彻底,是一种全新概念的具有综合性能的第四代环保型燃油添加剂。