納米治理環境
❶ 納米材料作為污染物的吸附劑優勢有哪些
納米技術是20世紀80年代迅速發展起來的一門交叉性綜合學科.它是指在0.1~100納米尺度范圍內.對原子、分子進行操縱和加工的科學技術.包括納米材料和納米結構兩部分。納米材料又稱為超微顆粒材料, 由納米粒子組成。納米粒子的表面效應、小尺寸效應和量子尺寸效應影響物質的結構和性質。當人們將宏觀物體粉碎成超微顆粒並製成納米材料.它將在熱學、力學、光學、電學、磁學的物理性質和化學性質上與普通材料存在很大區別.具有吸收輻射、吸附、催化等新性質。發展納米技術已成為世界性的重大科學技術活動。
2.2 納米材料的吸附作用
吸附是氣體吸附質在固體吸附劑表面發生的行為 其發生的過程與吸附劑固體表面特徵密切相關。對於納米粒子的吸附機理.目前普遍認為:納米粒子的吸附作用主要是由於納米粒子的表面羥基作用。納米粒子表面存在的羥基能夠和某些陽離子鍵合.從而達到表觀上對金屬離子或有機物產生吸附作用;另外,納米離子具有大的比表面積,也是納米粒子吸附作用的重要原因⋯。一種良好的吸附劑,必須滿足比表面積大。內部具有網路結構的微孔通道,吸附容量大等條件。而顆粒的比表面積與顆粒的直徑成反比。粒子直徑減小到納米級,會引起比表面積的迅速增加。當粒徑為10nm時,比表面積為90m"-/g;粒徑為5nm時。比表面積為180m2/g;粒徑下降到2nm時,比表面積猛增到450m7g日。由於納米粒子具有高的比表面積,使它具有優越的吸附性能,在制備高性能吸附劑方面表現出巨大的潛力.提供了在環境治理方面應用的可能性。 美國進口普衛欣天 貓有效防霧霾出門做好防護
2.3 納米材料吸附能力的開發利用
納米材料的基本構成決定了它超強(10倍以上)的吸附能力,污水中通常含有有毒有害物質,懸浮物,泥沙,鐵銹,異味污染物,細菌,病毒等。污水治理就將這些物質從水中去除,由於傳統的水處理方法效率低,成本高,存在二次污染等問題,污水治理一直得不到很好解決。納米技術的發展和應用很可能徹底解決這一難題,污水中的貴金屬對人體極其有害的物質,但從污水中流失也是資源的浪費,新的一種納米技術可將污水中的貴金屬如金,釕,鈀,鉑能完全提煉出來,變廢為寶。此外納米TiO具有巨大的比表面積,與廢水中有機物更充分地接觸,可將有機物最大限度地吸附在它的表面,具有更強的紫外光吸收能力,因而有更強的光催化降解能力,可快速將吸附在其表面的有機物分解,用納米TiO光催化處理含有有機物的廢水被認為是最有效的手段之一。
3 水環境中的常見污染物及危害
❷ 納米鐵粉 去除 污染水體是什麼原理
納米鐵粉去除污染水體的原理是:利用植物提取液中的生物活性還原劑,如多酚、黃酮、酶、蛋白質等將鐵鹽或亞鐵鹽還原為納米鐵,而這些有機成分同時作為合成過程中的分散劑和掩蔽劑,大大提高了納米鐵材料的穩定性. 近年,各種植物提取液已用於制備納米鐵粒子:如利用茶葉提取液綠色合成納米鐵,欖仁樹綠色合成鈀和鐵,高粱麩皮提取物制備納米銀和納米鐵,桉樹葉提取液制備納米鐵粒子等.由於苦丁茶種植適應能力強、成長速度快,是取之不盡、用之不竭的可再生能源,且富含多酚、黃酮、酶、蛋白質等,是安全無毒、可生物降解的環境友好材料.
納米鐵材料的優點:
利用植物提取液綠色合成納米鐵材料具有環境友好、成本低和資源再利用等優點.其原理是利用植物提取液中的生物活性還原劑,如多酚、黃酮、酶、蛋白質等將鐵鹽或亞鐵鹽還原為納米鐵,而這些有機成分同時作為合成過程中的分散劑和掩蔽劑,大大提高了納米鐵材料的穩定性.
近年,各種植物提取液已用於制備納米鐵粒子:如利用茶葉提取液綠色合成納米鐵,欖仁樹綠色合成鈀和鐵,高粱麩皮提取物制備納米銀和納米鐵,桉樹葉提取液制備納米鐵粒子等.由於苦丁茶種植適應能力強、成長速度快,是取之不盡、用之不竭的可再生能源,且富含多酚、黃酮、酶、蛋白質等,是安全無毒、可生物降解的環境友好材料.利用植物提取液綠色合成納米鐵材料具有環境友好、成本低和資源再利用等優點.
❸ 納米技術是如何減少汽車尾氣對環境污染
汽車尾氣的危害 從世界范圍看,空氣污染的另一重大因素是汽車尾氣.汽車尾氣中含有一氧化碳、氧 化氮以及對人體產生不良影響的其他一些固體顆粒,尤其是含鉛汽油,對人體的危害更 大.鉛在廢氣中呈微粒狀態,隨風擴散.農村居民,一般從空氣中吸入體內的鉛量每 天約為一微克;城市居民,尤其是街道兩旁的居民會大大超過農村居民.錫進入人體後,主 要分布於肝、腎、脾、膽、腦中,以肝、腎中的濃度最高.幾周後,鉛由以上組織轉移到骨 骼,以不溶性磷酸鉛形式沉積下來.人體內約90%~95%的鉛積存於骨骼中,只有少量鉛存 在於肝、脾等臟器中.骨中的鉛一般較穩定,當食物中缺鈣或有感染、外傷、飲酒、服用酸 鹼類葯物而破壞了酸鹼平衡時,鉛便由骨中轉移到血液,引起鉛中毒的症狀.鉛中毒的症狀 表現很廣泛,如頭暈、頭痛、失眠、多夢、記憶力減退、乏力、食慾不振、上腹脹滿、暖 氣、惡心、腹瀉、便秘、貧血、周圍神經炎等;重症中毒者有明顯的肝臟損害,會出現黃 疸、肝臟腫大、肝功能異常等症狀.1943年,在美國加利福尼亞州的洛杉磯市,250萬輛汽 車每天燃燒掉1100噸汽油.汽油燃燒後產生的碳氫化合物等在太陽紫外光線照射下發生化學 反應,形成淺藍色煙霧,使該市大多市民患了眼紅、頭疼病.後來人們稱這種污染為光化學 煙霧.1955年和1970年洛杉磯又兩度發生光化學煙霧事件,前者有400多人因五官中毒、呼 吸衰竭而死亡,後者使全市四分之三的人患病.這就是在歷史上被稱為「世界八大公害」和 「20世紀十大環境公害」之一的洛杉磯光化學煙霧事件.也正是這些事件使人們深刻認識到 了汽車尾氣的危害性.為了提高城市空氣質量,美國制訂了嚴格的降低汽車污染的計劃.1996年,歐盟又制訂了據 說比美國還嚴格的汽車尾汽排放計劃.歐盟的計劃中,提出了提高汽油和柴油質量的標准,要求在2000年前取消含鉛汽油,在雅典、倫敦等污染嚴重的地區,採用特殊燃料.同時,要 求新推出的車型,都必須進行技術改造,以凈化汽車尾氣.據調查,英國10%的兒童在6歲 前鉛中毒.兒童鉛中毒,智商將降低,還會出現搗亂和過失行為.為了改善大氣質量,我國許多城市都禁止污染企業進市區;對原有企業進行技術改造,減少廢氣、煙塵排放量,集中供熱.減少取暖爐灶煙塵排放量,提高柴油、汽油質量,減少 鑽含量,積極向無鉛汽油過渡,安裝汽車凈化器,等等.
美國進口普衛欣天 貓
❹ 納米枝術能讓環境,有什麼好處
網路:
納米材料(包含有納米顆粒的材料)本身的存在並不是一種危害。只有它的一些方面具有危害性,特別是他們的移動性和增強的反應性。只有某些納米粒子的某些方面對生物或環境有害,我們才面臨一個真的危害[7]。
要討論納米材料對健康和環境的影響,我們必須區分兩類納米結構:
納米尺寸的粒子被組裝在一個基體、材料或器件上的納米合成物、納米表面結構或納米組份(電子,光學感測器等),又稱為固定納米粒子。
「自由」納米粒子,不管在生產的某些步驟中存還是直接使用單獨的納米粒子。
這些自由納米粒子可能是納米尺寸的單元素,化合物,或是復雜的混合物,比如在一種元素上鍍上另外一張物質的「鍍膜」納米粒子或叫做「核殼」納米粒子。
現代,公認的觀點是,雖然我們需要關注有固定納米粒子的材料,自由納米粒子是最緊迫關心的。
因為,納米粒子同它們日常的對應物實在是區別太大了,它們的有害效應不能從已知毒性推演而來。這樣討論自由納米粒子的健康和環境影響具有很重要的意義。
更加復雜的是,當我們討論納米粒子的時候,我們必須知道含有的納米粒子的粉末或液體幾乎從來不會單分散化,而是具有一定范圍內許多不同尺寸。這會使實驗分析更加復雜,因為大的納米粒子可能和小的有不同的性質。而且,納米粒子具有聚合的趨勢,而聚合的納米粒子具有同單個納米粒子不同的行為。
❺ 為什麼納米材料被稱之為人類生存環境空間的「清潔戰士」
把納米材料稱之為人類生存環境空間的「清潔戰士」是恰如其分的。在新世紀到來之際,願納米技術隨著時代的腳步走進工農業的各個領域,走進我們千家萬戶,為我們人類的身體健康,生存環境做出貢獻。
❻ 納米材料及其在環保中的應用
納米技術具有極大的理論和應用價值,納米材料被譽為「21世紀最有前途的材料」。納米技術研究在0.1~100nm尺度范圍內物質具有的特殊性能及其應用。廣義的納米材料是指在三維空間中,至少有一維達到納米尺度范圍,或以其為基本單位所構成的材料[1]。納米材料具有輻射、吸收、殺菌、吸附等特性,眾多研究表明這些新特性將在環境保護領域產生深遠的影響。本文就納米材料及其在環境保護領域的應用進行了闡述。 1 納米材料的基本性質[2,3] 1.1 表面效應 用高倍電子顯微鏡對金超微顆粒(直徑為2.1~3μm)進行電視攝像,實時觀察發現這些顆粒沒有固定的形態,隨著時間的變化會自動形成各種形狀(如立方八面體,十面體,二十面體等)的晶型,既不同於一般固體,又不同於液體,是一種准固體。在電子顯微鏡的電子束照射下,表面原子彷彿進入了「沸騰」狀態,尺寸大於10μm後才看不到這種顆粒結構的不穩定性,這時微顆粒具有穩定的結構狀態。 超微顆粒的表面具有很高的活性,在空氣中金屬顆粒會迅速氧化而燃燒。如要防止自燃,可採用表麵包覆或有意識地控制氧化速率,使其緩慢氧化生成一層極薄而緻密的氧化層,確保表面穩定化。利用表面活性,金屬超微顆粒可望成為新一代的高效催化劑和貯氣材料以及低熔點材料。 1.2 小尺寸效應 隨著顆粒尺寸的量變,在一定條件下會引起顆粒性質的質變。由於顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質的變化稱為小尺寸效應。對超微顆粒而言,尺寸變小,同時其比表面積亦顯著增加,從而產生特殊的光學、熱學、磁學、力學、聲學、超導電性、介電性能以及化學性能等一系列新奇的性質。 2 納米材料在大氣污染治理方面的應用 2.1 空氣中硫氧化物的凈化 二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物是影響人類健康的有害氣體,如果在燃料燃燒的同時加入納米級催化劑不僅可以使煤充分燃燒,不產生一氧化硫氣體,提高能源利用率,而且會使硫轉化成固體的硫化物。如用納米Fe2O3作為催化劑,經納米材料催化的燃料中硫的含量小於0.01%,不僅節約了能源,提高能源的綜合利用率,也減少了因為能源消耗所帶來的環境污染問題,而且使廢氣等有害物質再利用成為可能。 2.2 汽車尾氣凈化 汽車尾氣排放直接污染人們的生活空間及呼吸層,對人體健康影響極大。開發替代燃料或研究用於控制汽車尾氣對大氣污染材料,對凈化環境具有重要的意義。用納米復合材料制備與組裝的汽車尾氣感測器[4],通過汽車尾氣排放的監控,可及時對超標排放進行報警,並通過調整合適的空燃比,減少富油燃燒,達到降低有害氣體排放和燃油消耗的目的。納米稀土鈦礦型復合氧化物對汽車尾氣所排放的NO、CO等具有良好的催化轉化作用,可以替代昂貴的重金屬催化劑用作汽車尾氣催化劑。 2.3 室內空氣凈化 新裝修房間空氣中的有機物濃度大大高於室外,而光催化劑可以很好地降解甲醛、甲苯等污染物,納米TiO2的降解效果最佳。納米TiO2經光催化產生的空穴和形成於表面的活性氧膜化能與細菌細胞或細胞內組成成分進行生化反應,使細菌頭單元失活而導致細胞死亡,並且使細菌死亡後產生的內毒素分解,即利用納米TiO2的光催化性能不僅能殺死環境中的細菌,而且能同時降解由細菌釋放出的有毒復合物[5]。在醫院的病房、手術室及生活空間安放納米TiO2光催化劑可具有殺菌、除臭作用。 3 在水污染治理方面的應用 3.1 處理無機污染廢水 污水中的重金屬對人體的危害很大,重金屬的流失也是資源的浪費。納米粒子能對水中的重金屬離子通過光電子產生很強的還原能力[6]。如納米TiO2能將高氧化態汞、銀、鉑等貴重金屬離子吸附於表面,井將其還原為細小的金屬晶體,既消除了廢水的毒性,又回收了貴重金屬。 3.2 處理有機污染廢水 大量研究表明納米TiO2等作為光催化劑,在陽光下催化氧化水中的有機污染物,使其迅速降解。至今為止己知納米TiO2能處理80餘種有毒污染物,它可以將水中的各種有機物很快完全催化氧化成水和CO等無害物質圖。例如Pintar等在間歇式反應器中納米Ru/TiO2作催化劑,對酸性或鹼性牛皮紙漂白廢水進行光催化降解,廢水中的有機總碳TOC的去除率可達到99.6%,並使廢水完全脫色。經光催化濕空氣氧化處理後的工廠廢水對弧菌的毒性的實驗表明,用該方法處理後的工廠漂白廢水完全可以進一步生物降解。 3.3 自來水的凈化處理 新型納米級凈水劑[7]的吸附能力和絮凝能力是普通凈水劑Al2O3的10~20倍,能將污水中懸浮物完全吸附並沉澱,然後採用納米磁性物質、纖維和活性炭凈化裝置,有效地除去水中的鐵銹、泥沙以及異味等。再經過由帶有納米孔徑的處理膜和帶有不同納米孔徑的陶瓷小球組裝的處理裝置後,可以100%除去水中的細菌、病毒,得到高質量的純凈水。這是因為細菌、病毒的直徑比納米大,在通過納米孔徑的膜和陶瓷小球時,會被過濾掉,水分子及水分子直徑以下的礦物質、元素則保留下來。 4 在其它環保領域的應用 4.1 雜訊控制 飛機、車輛、船舶等發動機工作的雜訊可達上百分貝,容易對環境造成雜訊污染。當機器設備等被納米技術微型化以後,其互相撞擊、磨擦產生的交變機械作用力將大為減少,雜訊污染便可得到有效控制。運用納米技術開發的潤滑劑,既能在物體表面形成永久性的固態膜,產生極好的潤滑作用,大大降低機器設備運轉時的雜訊,又能延長設備的使用壽命[8]。 4.2 固體廢物處理 納米技術及納米材料應用於城市固體垃圾處理,主要有兩個方面[9]:一是可以將橡膠製品、塑料製品、廢印刷電路板等製成超微粉末,除去其中的異物,成為再生原料回收;二是利用納米TiO2催化技術可以使城市垃圾快速降解,其速度可達到大顆粒TiO2的10倍以上,從而緩解大量城市垃圾給城市環境帶來的壓力。 4.3 防止電磁輻射 近年來電磁場對人體健康的影響問題已經成為一個新的研究熱點。在強烈輻射區工作並需要電磁屏蔽時,通過在牆內加入納米材料層或塗上納米塗料,能大大提高遮擋電磁波輻射性能。中科院理化所利用納米技術研究出了新一代手機電磁屏蔽材料,可以實現手機信號抗干擾能力,同時大大降低電磁波輻射。 4.5 在照明工程方面的應用 火力發電排放的CO2、SO2、煙塵懸浮物等會引起溫室效應、酸雨和環境污染,通過照明節電可以帶來巨大的社會、經濟和生態效益[10]。在照明工程中,最理想的節電措施是充分利用太陽光來照明,利用一些納米材料的光致發光特性是可行的辦法,白晝吸收自然光並貯存起來,晚上再直接把光射到需要的地方。這從多孔硅光致發光現象得到了驗證。 5 結語 隨著納米科技和納米材料的研究深入,特別是納米科技與環境保護和環境治理的進一步有機結合,許多環保難題將會得到解決。有理由相信,納米科技作為一門新興科學,必將對環境保護產生深遠的影響,利用納米科技解決環境污染問題將成為未來環境保護發展的必然趨勢。 參考文獻 [1] Swlli E, Morris S. Photocatalysis for water purification[J]. Water Res, 1999, 33(8): 5-7. [2] 李泉, 曾廣斌. 納米粒子[J]. 化學通報, 1995, 6: 29-31. [3] 李良果, 鄭慶龍, 張克. 納米粒子結構分析[J]. 化工新型材料, 1991, 19(12) : 12-13. [4] 覃愛苗, 廖雷. 納米技術及納米材料在環境治理中的應用[J]. 中山大學學報(自然科學版), 2004, 43(增刊): 225-228. [5] 楊健森. 納米環保技術的發展現狀與前景[J]. 科技通報, 2002, 18(4): 340-343. [6] 馬榮萱, 李繼忠. 納米技術及其材料在環境保護中的應用[J]. 環境科學與技術, 2006, 29(7): 112-115. 來源:[ http://www.jdzj.com ]機電之家·機電行業電子商務平台!
❼ 納米技術會不會造成環境污染
7月24日,美國有線新聞廣播網報道了源自路透社的消息:納米技術正在貼近人們的生活。
這條新聞列舉了幾項應用納米技術的新產品,其中有添加了氧化鋅納米顆粒的防曬劑,有更不易漏氣的網球,還有因為浸泡了某種納米材料溶液而不會起褶的褲子。
根據報道,寶潔公司發現,把氧化鋅納米顆粒加入防曬劑,可以使防曬劑變得更加透明柔滑,消費者們 會更加願意每天都塗抹這種防曬劑。
寶潔公司產品發言人MariaBurquest說:「這種防曬劑塗層輕薄透明,沒有殘余物,更加適合於人們日常使用。」
不會起褶的褲子使用了一種由Nano-TexLLC公司開發的納米材料。把棉布在一種化學溶液中浸泡以後,就會產生防皺防污的效果。這是因為經過這種納米材料處理後,棉纖維表面會形成一層由數十億絨毛構成的氣墊,少量液體滴到上面會形成水珠滑落,所以不僅抗皺而且防污。
據報道,這種抗皺防污的納米褲子從2001年就開始銷售,盡管價格比普通棉布褲子貴十美元,但是仍然受到消費者的喜愛。
不易漏氣的網球是在製造網球的橡膠中加入一種納米材料,這種納米材料把橡膠中可能漏氣的細孔都給堵住了,所以網球維持氣壓,保持彈性的時間要比普通網球長一倍。
這條消息中還舉了其他一些例子。例如,柯達公司開發了一種數碼相機,這種數碼相機的顯示屏更加明亮而且省電,這是因為這種顯示屏採用了一種基於碳的新型分子,這種納米技術可以廣泛應用於電視機、計算機顯示器等等。
這條消息提供的主要信息是:納米材料是福,所以世界各國願意投巨資開發。
納米材料污染環境?
不過,就在同一天,綠色和平組織發出呼籲,要求在對各種新型納米材料對環境影響進行充分的評估之前,不要把納米材料應用於商品。
7月25日,美國華爾街日報報道了綠色和平組織發出的警告。據稱,綠色和平組織發表了一份長達70頁的報告,報告警告說:目前世界各國在實驗室中競相開發的各種納米材料,最終可能形成一系列難以生物降解的新型污染物。
華爾街日報的文章指出,迄今為止,並沒有證據表明納米技術會造成環境污染。相反,人們還期望採用納米技術治理環境污染。例如,美國環境保護署就資助一些研究小組的課題研究,採用某些納米材料製造先進的水過濾器以治理水污染。
英國綠色和平組織首席科學家DouglasParr認為,必須避免這樣一種局面,就是少數機構在利益驅動下開發某些納米材料,沒有進行足夠的環境影響評估就進行商品化。
應當承認,綠色和平組織的擔憂並非沒有道理。在人類歷史上,有過很多例子。例如,石油化工業的產品塑料以及塑料薄膜曾經被認為是能夠改善人類生活的新材料,而塑料製品對於環境的影響則是在塑料製品大規模生產並普及應用多年以後才被人類充分認識。現在我們很難評估治理白色污染所需的代價。
綠色和平組織的報告認為,現在各國政府都沒有為新型納米材料制定嚴格管理制度。這樣,細微的納米顆粒有可能經呼吸被吸入人體,從而危害人民健康;而且某些納米材料可能與有害的金屬結合,從而污染環境。
有人不同意綠色和平組織的觀點。紐約市納米企業聯盟的一位總監認為,綠色和平組織的成員可能是科幻小說看多了,他們對於納米技術負面作用的看法很可能是受科幻小說的影響。例如,在一本名為「捕食」的科幻小說中,就描寫了很多能致人死命的納米機器人。
也有人認為,有關納米技術的宣傳有點過熱。IBM的一位納米技術專家PhaedonAvouris對華爾街日報的記者說,人們對於納米技術關注已經開始產生副作用。「當人們過分炒作對於納米技術的期望時,公眾會認為我們的研究水平的實際要高很多。」
環境保護組織對於納米技術潛在負面影響的關注已經有了回應。在六月,納米企業聯盟與環境保護組織還有環境保護署官員一起開會,以尋求共識。
ETC是反對全球化的一個社會團體,今年早些時候該組織也發表了一份報告,對納米技術研究進行批評。
「如果我們不公開發表批評意見,政府有關部門以及那些產業界的團體就不會關注這一問題。」ETC的執行總監PatMooney如是說。在美國,環境保護署已經決定撥款400萬美元開展有關評估納米技術對環境影響的研究。美國環境保護署的科學家NoraSavage承認,目前有關環保以及勞動保護的法規都不適用於納米材料。Savage女士說,由於納米材料具有一些不尋常的特性,環境保護署正在考慮制定一些針對納米技術研究的法規。
納米技術研究的支持者們擔心,美國在納米技術領域會落後於日本。因為如果按人口平均,美國在納米技術領域的投資少於日本。最近發起的美國國家納米研究計劃打算每年在納米技術領域投資七億美元。美國軍方相信,採用納米技術,可以開發出先進的防彈材料。最近,美國軍方已經同意投資5000萬美元在麻省理工學院創建士兵納米技術研究所。
美國和日本一些大企業已經計劃大量生產納米碳管材料。這一動向引起了環境保護組織的擔憂。在一些商業化的材料中,納米碳管已經被採用。第一個問題是,在納米碳管的生產過程中,工人是否可能吸入這種納米材料從而影響健康。美國碳納米材料公司總經理BobGower稱,美國國家生產現場安全防護研究所的工程師們已經到他的公司視察過。由於納米碳管結成團塊,所以不會被工人吸入。
在IBM,納米碳管已經用於集成電路。IBM科學家TomTheis認為,從長遠看,將來納米碳管大量生產,並應用於衣物或是汽車車身,那麼人們接觸這種材料的機會要大得多。言外之意是納米碳管對於人類健康的影響到那時可能顯現出來。
❽ 納米技術會給環境帶來什麼影響
納米技術,也稱毫微技術,是研究結構尺寸在0.1納米至100納米范圍內材料的性質和應用的一種技術版。
潛在危害權:納米科技也有很多環境和安全問題(比如尺寸小是否會避開生物的自然防禦系統,還有是否能生物降解、毒性副作用如何等等)。
納米材料(包含有納米顆粒的材料)本身的存在並不是一種危害。只有它的一些方面具有危害性,特別是他們的移動性和增強的反應性。只有某些納米粒子的某些方面對生物或環境有害,我們才面臨一個真的危害。
❾ 納米技術會對環境造成污染嗎
得看納米材料本身有沒有造成環境污染的危害性。