全光譜光催化材料實現(xiàn)水體污染零碳凈化

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4月6日，記者從揚州大學獲悉，該校環(huán)境學科與工程學院朱興旺團隊經(jīng)過5年攻關，研制出一種全光譜響應的氮碳基光催化劑，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。相關成果已發(fā)表于《應用表面科學》《材料》等國際學術(shù)期刊，并已申請兩項發(fā)明專利。

朱興旺介紹，隨著城市化進程加快，生活污水的排放嚴重污染了城市水體，有機污染物的大量使用也導致水體環(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的氮碳材料，該材料具有光生電子-空穴壽命長、化學穩(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，材料已實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化制備。

該團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(化學需氧量)達到國家地表水I類標準。

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，以及應用于治理湖泊等大型水體，通過凈化水質(zhì)，恢復水體自凈能力，有效改善水體生態(tài)系統(tǒng)。

(受訪者供圖)

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