环境净化材料研究进展

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绿色建筑光催化材料二氧化钛研究进展

绿色建筑光催化材料二氧化钛研究进展随着社会经济的发展和人们对环境保护意识的提高，绿色建筑已成为一种趋势。

绿色建筑是一种可持续性建筑，其设计和建造考虑了减少对环境的影响，提高建筑能源效率，提高室内环境质量等因素。

绿色建筑需要使用环保、健康的建筑材料，而光催化材料二氧化钛是一种很有潜力的材料，能够用于室内和室外环境的净化。

二氧化钛具有很高的光催化活性，在受到紫外线或可见光照射时能够吸收水中的氧和有机物质、微生物，将其分解为CO2和H2O，从而达到清洁水和空气的目的。

二氧化钛的光催化能力是由于其表面具有活性位点，通过吸附反应活化两种物质，从而产生自由基，进而分解有机污染物，因此用于绿色建筑中的光催化材料是探索和应用的热点。

二氧化钛的催化性能可以通过修饰或改性来提高。

硫化二氧化钛、掺杂二氧化钛、纳米二氧化钛和复合二氧化钛等是目前研究的热点。

硫化二氧化钛的光催化性能比纯的二氧化钛更优秀，因为硫是一种与光催化反应有关的活性物质。

掺杂二氧化钛一般通过在其晶格中引入其他金属离子，从而形成掺杂二氧化钛。

掺杂的离子会影响二氧化钛的电子结构及其表面性质，可以提高催化性能，让其可使用于室内环境净化中。

纳米二氧化钛的光催化性能也比纯的二氧化钛更优秀，因为小尺寸的纳米颗粒有更大的比表面积和更短的电子传输路径。

在光照区域内，纳米二氧化钛能较好地吸收光线，提高了催化效率。

复合二氧化钛材料是指将二氧化钛复合到另一种材料中，如氧化锌、氧化铜等，可以增强催化性能，同时还可以对催化剂的电子能级结构有所调整，改进催化剂在光催化中的性能。

此外，改进二氧化钛的制备方法也为提高其光催化性能提供了新途径。

目前常使用的方法有溶胶-凝胶法、沉淀法和水热法等。

溶胶-凝胶法是一种干燥和烧结过程多的制备方法，可控性较好，且可以制备出更细致的二氧化钛微粒，通常能够得到更高的催化性能。

水热法是指以水为溶媒将反应物反应时制备二氧化钛的方法，该方法不需要多次烧结和洗涤，工艺简单，适用于制备较小颗粒的二氧化钛，并且可制备出不同形貌的二氧化钛粒子，如球形、链形、管状等。

石墨烯光催化材料及其在环境净化领域的研究进展

第４８卷２０２０年７月第７期第１－１３页材　料　工　程ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．４８Ｊｕｌ．２０２０Ｎｏ．７ｐｐ．１－１３石墨烯光催化材料及其在环境净化领域的研究进展Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｇｒａｐｈｅｎｅｂａｓｅｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ杨　程，时双强，郝思嘉，褚海荣，戴圣龙（中国航发北京航空材料研究院，北京１０００９５）ＹＡＮＧＣｈｅｎｇ，ＳＨＩＳｈｕａｎｇｑｉａｎｇ，ＨＡＯＳｉｊｉａ，ＣＨＵＨａｉｒｏｎｇ，ＤＡＩＳｈｅｎｇｌｏｎｇ（ＡＥＣＣＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９５，Ｃｈｉｎａ）摘要：石墨烯作为一种导电率高、比表面积大、化学稳定性强的新型二维碳材料，在光催化技术领域显示出广阔的应用前景。

本文综述石墨烯及其复合材料在光催化领域中的研究进展。

首先介绍光催化基本原理与石墨烯的优异性能，总结石墨烯在复合光催化材料中的基本作用，即促进光生电子的传输、扩大光吸收强度和范围、提升吸附作用等。

然后介绍各种石墨烯光催化复合材料（石墨烯／无机半导体、石墨烯／有机半导体、石墨烯／金属纳米粒子）及其多种合成方法。

同时进一步阐述石墨烯光催化材料在环境净化领域中的应用，重点介绍在空气净化、水中微量污染物净化及废水处理方面的应用。

最后指出目前的石墨烯光催化材料仍然存在催化效率低、成本高、不能实现大规模生产等问题，而对其结构及制备工艺等进行优化有望改善材料性能，提高其实际应用价值。

关键词：石墨烯；光催化；环境净化犱狅犻：１０．１１８６８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１４３８１．２０１９．０００８９２中图分类号：Ｏ６４３文献标识码：Ａ文章编号：１００１４３８１（２０２０）０７０００１１３犃犫狊狋狉犪犮狋：Ａｓａｎｏｖｅｌ２Ｄｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌｆｅａｔｕｒｉｎｇｈｉｇｈｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ｌａｒｇｅｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａａｎｄｒｅｍａｒｋａｂｌｅｃｈｅｍｉｃａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｇｒａｐｈｅｎｅｈａｓｓｈｏｗｎｉｔｓｐｒｏｍｉｓｉｎｇｐｏｔｅｎｔｉａｌｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅｒｅｃｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｇｒａｐｈｅｎｅａｌｏｎｇｗｉｔｈｉｔｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｓｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓｆｏｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｗａｓｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｔｈｅｅｘｃｅｐｔｉｏｎａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｗｅｒｅｂｒｉｅｆｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｒｏｌｅｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｐｌａｙｅｄｉｎｔｈｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｅｒｅｗｅｌｌｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｆａｃｉｌｉｔａｔｉｎｇｔｈｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｏｆｐｈｏｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｄｅｌｅｃｔｒｏｎｓ，ａｍｐｌｉｆｙｉｎｇｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｎｄｅｘｐａｎｄｉｎｇｔｈｅｒａｎｇｅｏｆｌｉｇｈｔａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ，ａｎｄｅｎｈａｎｃｉｎｇａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙ．Ａｖａｒｉｅｔｙｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｂａｓｅｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ（ｇｒａｐｈｅｎｅ／ｉｎｏｒｇａｎｉｃｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，ｇｒａｐｈｅｎｅ／ｏｒｇａｎｉｃｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓａｎｄｇｒａｐｈｅｎｅ／ｍｅｔａｌｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ）ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｉｒｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇｒｏｕｔｅｓｗａｓｇｒｏｕｐｅｄｂｙｃａｔｅｇｏｒｉｅｓａｎｄｒｅｖｉｅｗｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｂａｓｅｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ，ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｍａｉｎｌｙｆｏｃｕｓｅｄｏｎｔｈｅａｉｒｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｗａｔｅｒｄｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｒａｃｅｐｏｌｌｕｔａｎｔｓａｎｄｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｔｗａｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｇｒａｐｈｅｎｅｂａｓｅｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｓｔｉｌｌｈａｖｅｓｏｍｅｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｓｕｃｈａｓｌｏｗｃａｔａｌｙｔｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｈｉｇｈｃｏｓｔ，ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｉｎｒｅａｌｉｚｉｎｇｌａｒｇｅｓｃａｌｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｓｏｏｎ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｏｔｈｅｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｓｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｓｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｉｒｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｖａｌｕｅ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｇｒａｐｈｅｎｅ；ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ随着社会的发展，能源、环境等问题日益突出，一方面，人类对石油燃料的需求越来越大，由于其不可再材料工程２０２０年７月生的特性，使得人类面临着严峻的能源危机；另一方面，工业生产、日常生活产生的各种污染物肆意排放，不仅影响人类的健康，更对生态环境造成极大的破坏。

环境污染控制中的新型材料和技术研究

环境污染控制中的新型材料和技术研究1. 引言随着工业化和城市化进程的加速发展，环境污染问题已经成为全球范围内的严重挑战。

为了保护环境和人类健康，科学家们不断努力寻找新型材料和技术来解决环境污染问题。

本文将重点介绍环境污染控制中的新型材料和技术的研究进展。

2. 新型材料在环境污染控制中的应用2.1 吸附材料吸附材料是一种可以吸附污染物的材料，常用的吸附材料包括活性炭、分子筛、生物吸附剂等。

这些材料具有高吸附能力和选择性，可以有效地去除废水和废气中的有害物质。

此外，研究人员还通过改变吸附材料的表面性质和结构，提高其吸附能力和循环使用性能。

2.2 光催化材料光催化材料利用光能将污染物分解为无害物质，常用的光催化材料包括二氧化钛纳米颗粒、半导体光催化剂等。

通过光催化反应，可以实现废水和废气的高效净化。

研究人员还致力于提高光催化材料的光催化活性、稳定性和利用率。

2.3 纳米材料纳米材料具有特殊的物理和化学性质，在环境污染控制中有潜在的应用价值。

例如，纳米颗粒可以用作催化剂和传感器，通过催化反应和检测技术，去除废水和废气中的污染物。

此外，纳米材料还可以用于制备高效过滤材料、光催化剂和吸附剂。

3. 新型技术在环境污染控制中的应用3.1 生物技术生物技术利用微生物和生物过程来降解和转化污染物，具有高效、环境友好的特点。

例如，生物滤池是一种利用微生物降解有机废水的技术，通过微生物的代谢作用将有机物转化为无害物质。

此外，基因工程技术和生物传感器技术也为环境污染控制提供了新的解决方案。

3.2 膜技术膜技术是一种利用半透膜对污染物进行分离和浓缩的技术。

常见的膜技术包括超滤、反渗透、气体分离等。

通过研究和开发新型膜材料，提高膜技术的分离效率和稳定性，可以实现废水和废气的有效治理。

3.3 热分解技术热分解技术利用高温将有机废物分解为无害的气体和灰渣。

常见的热分解技术包括焚烧和热解。

这些技术可以有效处理有机废物，并通过能源回收减少环境负荷。

光催化材料的制备和光催化性能研究

光催化材料的制备和光催化性能研究近年来，随着环境污染问题的不断加剧，光催化材料作为一种新型高效的环境净化材料备受关注。

光催化材料可以利用光能将有害物质转化为无害物质，具有广泛的应用前景。

本文将重点介绍光催化材料的制备方法以及其光催化性能的研究进展。

一、光催化材料的制备方法光催化材料的制备方法多种多样，常见的方法包括溶剂热法、溶胶-凝胶法、旋涂法和气相沉积法等。

溶剂热法是一种常用的制备方法，主要通过溶剂的热解反应生成材料。

例如，使用水热法可以制备出氧化锌（ZnO）纳米颗粒，以及二氧化钛（TiO2）纳米管。

溶胶-凝胶法是将溶液中的金属盐或金属有机化合物加入到溶剂中形成溶胶，然后通过热处理将溶胶转化为凝胶。

最终通过热处理、退火或超声处理等方法制备出光催化材料。

常见的溶胶-凝胶法可制备出二氧化钛（TiO2）薄膜。

旋涂法是一种将溶液涂覆在基底上，通过旋转将材料均匀分布在基底表面的方法。

该方法制备的光催化材料具有较大的比表面积和较高的结晶度，适用于制备纳米颗粒薄膜。

气相沉积法是将气体在基底表面沉积形成材料的方法，常见的气相沉积法有化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）等。

该方法制备出的光催化材料表面光催化活性较高，适用于制备二氧化硅（SiO2）纳米颗粒。

二、光催化性能的研究进展光催化性能是评价光催化材料性能的关键指标之一。

光催化材料的光吸收能力、光生电荷分离能力和光生活性等参数对其光催化性能有着重要影响。

光吸收能力是指光催化材料对于特定波长光的吸收能力，通常通过紫外-可见吸收光谱研究。

一些材料的光吸收能力被广泛利用于水环境中的污染物降解，如氧化锌（ZnO）、二氧化钛（TiO2）等。

光生电荷分离能力是指光催化材料在光照条件下，光生载流子能够迅速分离并参与化学反应的能力。

光生电荷分离能力较高的光催化材料能够提高光催化反应的效率。

一些材料如氧化锌（ZnO）和二氧化钛（TiO2）等能够快速分离光生载流子。

光生活性是指光催化材料在光照条件下持久稳定的光催化活性，受到许多因素的影响，如氧分压、湿度和温度等。

陶瓷膜净水研究进展

陶瓷膜净水研究进展陶瓷膜净水是一种利用陶瓷膜进行膜分离技术来净化水质的方法，近年来在净水领域取得了不少进展。

陶瓷膜的研究不仅提高了净水效率，还减少了能源消耗和水资源浪费，对保护环境和人类健康具有重要意义。

本文将就陶瓷膜净水的研究进展进行详细介绍。

一、陶瓷膜净水的基本原理陶瓷膜是一种微孔结构的膜材料，通过精密的制备工艺，可以具有不同孔径和分子筛选性。

在陶瓷膜净水中，水通过膜的微孔，而溶解在水中的离子、微生物、有机物等则被截留在膜的表面或内部，从而实现水质的净化。

陶瓷膜净水不需要化学药剂，对水质不会造成二次污染，具有较高的净水效率和可持续性。

二、陶瓷膜净水的关键技术1. 陶瓷膜材料的研发：陶瓷膜的性能直接影响到净水效率和成本。

近年来，研究人员针对陶瓷膜材料的孔径、孔隙率、表面性质等进行了深入研究，通过改变原料配比、制备工艺等手段，不断提高陶瓷膜的分离性能和机械强度，降低制备成本，使其更适用于工业和生活污水处理领域。

2. 陶瓷膜模块的设计与制备：陶瓷膜的应用需要将膜材料固定在模块中，以便进行连续的水处理操作。

研究人员通过优化模块结构、提高密封性能、改进流体动力学特性等手段，设计制备出了不同规格和适用范围的陶瓷膜模块，使得其在实际工程中更加稳定和可靠。

3. 耐污染性和自洁性的提高：陶瓷膜在水处理过程中容易发生污染，如结垢、生物膜覆盖等，降低了净水效率和使用寿命。

为此，研究人员通过表面改性、添加抗污染层、应用辅助设备等手段，不断提高了陶瓷膜的耐污染性和自洁性能，延长了其运行周期和净水效率。

三、陶瓷膜净水的应用与前景1. 工业废水处理：陶瓷膜净水技术在工业废水处理中具有广阔的应用前景，可以高效去除废水中的重金属离子、有机物和微生物等污染物，同时可以减少化学药剂的使用和减少处理成本。

2. 生活饮用水净化：陶瓷膜净水技术也可以应用于生活饮用水的净化领域，通过微孔膜的过滤和分离作用，可以彻底去除水中的浑浊物、微生物、异味物质等，得到清澈透明的饮用水。

生物炭及改性生物炭的制备与应用研究进展

生物炭及改性生物炭的制备与应用研究进展一、概述生物炭，一种由生物质在缺氧或完全缺氧的条件下经高温热解产生的富含碳素的固态物质，近年来在环境、农业、能源等多个领域引起了广泛关注。

其独特的物化特性，如高孔隙度、大比表面积和优异的吸附性能，使得生物炭在土壤改良、污水处理、大气净化、能源储存等方面展现出巨大的应用潜力。

随着对生物炭研究的深入，改性生物炭的概念也应运而生。

改性生物炭是在原始生物炭的基础上，通过物理、化学或生物等手段，进一步优化其性能，拓宽其应用领域。

本文旨在综述生物炭及其改性产物的制备方法，以及它们在农业、环境保护、能源储存和材料科学等领域的应用研究进展，以期为生物炭的进一步开发利用提供科学依据。

1. 生物炭与改性生物炭的定义与特性生物炭（Biochar）是一种由生物质在缺氧或低氧条件下经过热解或气化等热转化过程生成的炭化材料。

它具有丰富的孔隙结构和优良的吸附性能，是一种重要的环境材料和能源载体。

生物炭的主要成分是碳，除此之外还含有氢和氧等元素，这些元素的含量取决于热裂解方法和炭化最终温度，而与原料类型关系不大。

随着炭化温度的升高，生物炭中碳元素的含量增加，而氢和氧的含量则相应降低。

改性生物炭则是在生物炭的基础上，通过物理、化学或生物方法进行改性处理，以进一步改善其吸附性能、提高其对特定污染物的去除能力或赋予其新的功能特性。

改性生物炭的制备方法多种多样，包括酸处理、氧化处理、还原处理、热处理、负载金属或纳米颗粒等。

生物炭及改性生物炭具有多种优良特性，如高比表面积、丰富的孔隙结构、良好的吸附性能、稳定性强、环境友好等。

这些特性使得生物炭及改性生物炭在农业、环保、能源等领域具有广泛的应用前景。

例如，在农业领域，生物炭可以用于土壤改良，提高土壤保水保肥能力，促进作物生长在环保领域，生物炭及改性生物炭可以用于污水处理、废气处理、固废处理等，有效去除污染物，提高环境质量在能源领域，生物炭可以作为可再生能源的载体，用于生产生物燃气、生物油等。

芳烃污染空气光催化净化材料研究进展与展望

Ａｂｔｃ：Ａｏａｃｈｄｏａｂｎｉａｋｄｏｌｉ，ｐｉｎｕ，ａｄｈｒｌｄｇａｅｒｎｃｏｐｕｄ．Ｔｅｒｖｒｓｒｔｒｍｔｙｒｃｒｏｉｆｏｔｅｏｓｏｓｎａｄｙｅｒｄｄｏｇｉｃｍｏｎｓｈｙａｅａｉｓｎｖａｌｏａｅｙ
关键词：进展；材料１１１
文献标识码：Ａ
文章编号：１７３６（００００１６４— ９２２１）１— ００—１０
ＰｒｇｅｓａｏｐｃｓｉｓａｃｆｔｅＰｈｔｃｔｌｔｃｏｒｓｎｄＰｒｓｅｔｎＲｅｅｒｈｏｈ００ａａｙｉ
ｄｌｔｒｕｏｎｉｎｎｅｖｌｉｇｉｉ．Ｐｏｏａａｙｉａｎａｖｃｄｏｉａｉｎｔｃｎｑｅｉｏｓｄｒｄａｎｆｈｅｅｅｏｓｆｒｅｖｒｍｅｔｉｏｗｈｎｅｏｖｎａｒｎｈｔｅｔｓｓｓａｄａｅｘｄｔｈｉｕｓｎｉｅｅｓｏｅｏｅｌｎｏｅｃｔｄｖｌｐｎｉｃｉｎｏｎｉｎｅｔｌｐｒｃｔｎｉｈｔｒ．Ｈｏｅｅ，ｔｅｃａｓｃｉ，ｍａｅａｓｎｔｏｌｆｌｗｅｅｅｏｉｇｄｒｔｓｆｒｅｖｒｍｎａｕｆａｉｔｅｆｕｅｅｏｏｉｉｏｎｕｗｖｒｈｌｓｉａＴＯｌｔｒｉｏｎｙｏｏａ — ｉｌｔｉｕｓａｉｅｃｉａｅｎｐｏｏａａｙｉｘｄｔｎｏｒｍｔｓｗｉｈｇｅｔｅｔｃｓｔｅｐａｔａｐｌａｉｎｏｉｔｂｔａｏｅｓｌｄａｔｔｄｉｈｔｃｔｌｔｏｉａｉｆａｏａｉ，ｈｃａｌｒｓｔｈｒｃｉｌａｐｉｔｖｙｌｙｖｃｏｃｒｙｉｒｃｃｏｆｐｏｏａａｙｉｅｈｏｏｙｉｈｅｄｏｉｐｒｆａｉｎＯｎｔｅｂｉｏｒｅｅｉｗ，ｗｕｌｒｅｏｒｒｃｎｒｎｎ－ｈｔｃｔｔｔｃｎｌｇｎｔｅｆｌｆｒｕｉｔ．ｌｃｉａｉｃｏｈａｓｆｂｆｖｅｓａｉｒｅｓｍｎａｚｕｅｅｔｉｗｏｋｏｏｖｌｍａｅａｓａｄｔｅｒｐｏｅｔｓｆｒｐｏｏａａｙｉｐｒｃｔｎｏｒｍａｉ— ｏｌｔｄａｒＴｅｒｓｌｓｒｖａｈｔｔｅｅａｅｎ — ｅｔｒｌｎｈｉｒｐｒｅｈｔｃｔｌｔｕｆａｉｆａｏｔｐｌｅ．ｈｅｕｔｅｅｌｔａｈｒｒｕｉｉｏｃｉｉｏｃｕｉｍｅｏｓｗｄａｄｇｐｓｍｉｏｄｃｏｔｒｌｉｘｅｌｎｈｔｃｔｌｔｃｉｉｎｔｂｌｙｔａｅｓｐｒｒｔｉ２ｒｕｉｅｂｎ－ａｅｃｎｕｔｒｍａｅａｓｗｔｅｃｌｔｐｏｏａａｙｉａｔｔａｄｓａｉｔｈｔａｕｅｏｏＴＯ．ｉｈｅｃｖｙｉｒｉ

生物炭吸附废水中重金属离子的研究进展

生物炭吸附废水中重金属离子的研究进展生物炭（biochar）是一种由生物质材料经过干燥、高温热解或炭化而制得的碳质产物。

由于其特殊的孔隙结构和化学性质，生物炭被广泛应用于吸附废水中的重金属离子。

本文将探讨生物炭在吸附废水中重金属离子方面的研究进展。

首先，生物炭的制备方法与性质对其吸附性能具有重要影响。

制备生物炭的原料种类、炭化温度和时间等因素会影响生物炭的孔隙结构和表面化学官能团的含量。

较高的炭化温度和时间能够使生物炭具有更多的微孔和介孔，提高其特定表面积和孔容，增加重金属离子的吸附位点。

此外，生物炭的表面官能团（如羟基、羧基和胺基等）也对重金属离子的吸附具有重要影响。

这些官能团能够与重金属离子形成氢键、配位键等化学键，增加吸附能力。

其次，生物炭对重金属离子的吸附行为受多个因素的制约。

pH值是影响重金属离子吸附的重要因素之一。

通常情况下，生物炭对重金属离子的吸附能力在酸性环境中较高，而在碱性环境中较低。

这是由于酸性环境下，生物炭表面官能团的负离荷有利于重金属离子的吸附。

此外，重金属离子的浓度、离子尺寸和电荷状态等也会影响生物炭对其吸附能力。

第三，各类生物炭对不同重金属离子的吸附能力存在差异。

研究表明，不同原料制备的生物炭对不同重金属离子的吸附能力存在显著差异。

例如，高炭化温度制备的生物炭更适合吸附铅离子，而较低炭化温度制备的生物炭则对镉离子的吸附效果较好。

此外，杏仁壳生物炭对铜离子的吸附性能更为突出，而竹炭则对镍离子的吸附效果较好。

因此，在实际应用中，应根据废水中重金属离子的特性选择合适的生物炭。

最后，生物炭的再生与废弃物资源化也是当前研究的热点。

当生物炭饱和吸附重金属离子后，可以采用各种方法对其进行再生，如酸碱洗法、电解法和生物修复等。

这不仅能够提高生物炭的重复利用率，还能够回收废弃物中的重金属离子。

因此，生物炭的研究不仅有助于净化废水，还具有环境保护和资源回收的双重效益。

综上所述，生物炭作为一种新型的吸附材料，在废水处理中具有良好的应用前景。

绿色催化剂的研究与应用进展

绿色催化剂的研究与应用进展近年来，绿色化学领域的快速发展引领了催化剂研究的新方向。

绿色催化剂是指那些具有高效催化性能，同时对环境友好且可持续发展的催化剂。

研究人员致力于开发绿色催化剂，以降低催化反应的能耗、提高催化剂的催化活性和选择性，并减少催化反应产生的有害副产物。

本文将介绍绿色催化剂的研究进展和应用领域。

绿色催化剂的研究主要集中于以下几个方面：可再生催化剂、纳米催化剂和生物催化剂。

可再生催化剂是指那些可以通过再生回收或再生制备的催化剂，以减少资源的消耗和废物的排放。

纳米催化剂是指具有纳米尺寸的催化剂颗粒，具有较大的比表面积和更好的催化活性和选择性。

生物催化剂是指利用生物体内的酶或细胞作为催化剂，通过生物催化反应来实现环境友好的催化转化。

可再生催化剂的研究颇具潜力。

一种常见的可再生催化剂是基于金属有机骨架材料（MOFs）的催化剂。

MOFs具有高孔隙性和可调控性，在催化反应中表现出良好的催化性能。

研究人员通过调控MOFs的结构和组分，可以获得特定的催化性能，例如高效的催化活性和选择性。

另外，研究人员还开发了一些可再生催化剂，如基于二氧化碳的催化剂和基于可再生能源的催化剂，以提高催化反应的可持续性和环境友好性。

纳米催化剂在催化领域中占据重要地位。

纳米催化剂的纳米尺寸和高比表面积使其具有优异的催化性能。

例如，金属纳米颗粒可以提高催化活性和选择性，而金属氧化物纳米颗粒可以提高催化剂的稳定性和再生性。

此外，通过调控纳米催化剂的形状、大小和组分，可以实现特定的催化反应和所需的产物。

纳米催化剂还可以通过载体材料的设计和选择，实现其在催化反应中的高效利用。

生物催化剂是一种具有广阔前景的研究方向。

生物催化剂可以大幅度降低催化反应所需的温度和压力，减少对稀有金属的需求，并降低副产物和废物的排放。

酶和细胞作为生物催化剂，可以通过生物废物、农业废弃物等廉价和可再生的原料来催化反应，实现生物质资源的高效利用。

此外，生物催化剂还具有高效催化活性和优异的催化选择性，因此在多个领域具有广泛的应用前景。

木质素基吸附剂制备及应用研究进展

木质素基吸附剂制备及应用研究进展木质素基吸附剂制备及应用研究进展摘要：随着环境污染问题的加剧，吸附技术在废水处理中得到了广泛应用。

木质素基吸附剂作为一种新型的环境友好材料，以其优异的吸附性能备受研究者的关注。

本文从木质素基吸附剂的制备方法及其在废水处理、气体吸附以及重金属去除等领域的应用进行了综述。

1. 引言随着工业化进程的加快，环境问题日益突出，废水中的有机污染物、重金属离子和废气中的有害气体对环境和人类健康造成威胁。

传统的废水处理方法往往存在效率低、设备大、耗能高等问题。

因此，研究新型吸附材料用于废水处理成为一种重要的研究方向。

2. 木质素基吸附剂的制备方法木质素基吸附剂由天然的木质素材料经过一系列化学改性或物理处理制备而成。

常用的制备方法包括酸处理、碱处理、接枝改性和混杂改性等。

这些方法可以改变木质素结构和表面性质，提高其吸附性能。

3. 木质素基吸附剂在废水处理中的应用木质素基吸附剂在废水处理中具有很高的吸附能力和选择性，可以有效去除废水中的有机物和重金属离子。

研究发现，木质素基吸附剂可以通过吸附、离子交换和膜分离等机制实现对污染物的去除。

此外，木质素基吸附剂具有较好的再生性能，可以重复使用。

4. 木质素基吸附剂在气体吸附中的应用木质素基吸附剂不仅可用于废水处理，还可以应用于气体吸附领域。

木质素基吸附剂对有害气体如二氧化硫、甲醛和苯等具有很高的吸附能力。

此外，木质素基吸附剂还可以用于室内空气净化，能够有效去除可挥发性有机化合物和异味物质。

5. 木质素基吸附剂在重金属去除中的应用重金属污染是当前环境问题的重点之一。

木质素基吸附剂由于其特殊的结构和吸附性能，可以有效地去除废水中的重金属离子。

研究表明，木质素基吸附剂的吸附性能受到pH值、温度、离子强度等因素的影响。

通过调节反应条件可以优化吸附效果。

6. 结论木质素基吸附剂以其优异的吸附性能在废水处理、气体吸附和重金属去除等领域得到了广泛应用。

然而，目前的研究还面临着制备方法简化、吸附效果提高以及再生利用等问题。

空气净化技术的最新研究成果

空气净化技术的最新研究成果随着生活水平的提高，人们逐渐意识到空气质量的重要性。

空气中的各种污染物不仅会影响人们的身体健康，也会对环境造成负面影响。

因此，研究空气净化技术就显得十分重要。

最近几年，空气净化技术有了很大的发展，下面将介绍一些最新的研究成果。

一、臭氧负离子发生器臭氧负离子发生器是将普通氧气分子通过高压电场分解成氧负离子和自由电子，再与氧气分子结合而形成臭氧分子，进而起到空气净化的作用。

最新的研究表明，臭氧负离子发生器是一种非常有效的空气净化技术。

通过实验发现，在臭氧负离子的作用下，三丁基氨和甲苯等有害物质的去除率可以达到90%以上。

二、光催化技术光催化技术是运用光化学原理，将光能转化为化学能，通过催化剂促进污染物分解的一种环保化学技术。

最新的研究显示，光催化技术可以对空气中的甲醛、苯等有害物质进行有效分解。

科研人员发现，采用三氧化二铁为催化剂，在紫外光的照射下，甲醛的分解率可达到90%以上。

三、物质吸附技术物质吸附技术是利用吸附剂吸附有害气体的方法，在吸附过程中将有害气体分离出来，达到净化的作用。

纳米吸附材料是物质吸附技术的一种新型材料，是指由纳米材料通过改性后作为吸附剂所制成的纳米吸附材料。

最新的研究表明，通过采取纳米技术和微波辅助为材料进行改性，可制备出吸附效果更好的纳米吸附剂。

此外，科学家们也在探索利用利用生物吸附剂，如活性炭和植物，达到空气净化的目的。

四、空气净化产品的智能化随着人们生活水平的提高，对生态环境和健康的关注越来越高。

相应的，空气净化产品市场正在发生着巨大变化。

最新的研究表明，随着智能家居的兴起，空气净化技术正逐渐向智能化发展。

智能化的空气净化产品，可以实现智能控制，比如通过手机APP控制、语音控制等形式，而且很多智能空气净化器还可以检测室内温度、湿度、PM2.5等参数，并在这些参数超标时自动启动净化器。

五、结语通过对以上空气净化技术最新的研究成果的介绍，我们可以看到空气净化技术在不断的进步和创新，科技的进步让空气净化更加便捷和智能化，也让人们的生活更加健康。

陶瓷膜净水研究进展

陶瓷膜净水研究进展陶瓷膜是一种新型的膜材料，具有耐磨、耐酸碱、高温性能好等特点。

陶瓷膜净水技术是指利用陶瓷膜进行水处理，使水中的杂质和污染物得以去除，从而达到净化水质的目的。

近年来，陶瓷膜净水技术得到了广泛的研究和应用，取得了一系列的研究成果。

陶瓷膜的材料性质是研究的关键。

陶瓷膜主要由氧化铝和氮化硅等高温材料制成，具有高硬度和抗腐蚀等特点，能够耐受高温和酸碱环境。

研究者通过改变材料配方和工艺参数，成功制备出一系列优质的陶瓷膜材料，使其在净水领域具有更好的应用前景。

陶瓷膜净水技术的工艺研究也取得了重要进展。

陶瓷膜净水过程主要包括前处理、膜处理和后处理三个步骤。

前处理主要是去除水中的悬浮颗粒和大分子有机物，常用的方法包括混凝沉淀、活性炭吸附等。

膜处理是利用陶瓷膜对水中的溶解性固体和离子等进行过滤和分离。

后处理主要是对膜处理后的水进行消毒和调节pH值等。

研究者通过优化这些步骤中的工艺参数，使陶瓷膜净水技术具有更高的净化效率和更低的能耗。

陶瓷膜净水技术在污染物去除方面也有了重要突破。

陶瓷膜的微孔结构可以过滤掉水中的悬浮颗粒和细菌等有机污染物，同时也可以去除水中的重金属离子、有机物和浮游生物等无机污染物。

研究者对不同种类的污染物进行了针对性的研究和探索，成功实现了对多种污染物的高效去除和稳定性能。

陶瓷膜净水技术的应用也在不断扩大。

陶瓷膜净水技术已广泛应用于家庭自饮水、城市供水、工业废水处理等领域。

其高效、稳定和可持续的特点使其成为当前净水技术的热点和发展方向。

研究者进一步探索陶瓷膜材料的合成和工艺技术，以及提高陶瓷膜净水技术的性能和经济性，为实现水资源的有效利用和保护水环境作出重要贡献。

陶瓷膜净水技术在材料性质、工艺研究、污染物去除和应用等方面取得了重要进展。

未来的研究应注重陶瓷膜材料的改进和优化，进一步提高陶瓷膜净水技术的效果和经济性，助力解决水资源短缺和水污染难题。

生物炭吸附有机污染物的研究进展

生物炭吸附有机污染物的研究进展一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展，有机污染物的排放问题日益严重，给生态环境和人类健康带来了巨大威胁。

生物炭作为一种具有多孔性、高比表面积和良好吸附性能的材料，近年来在有机污染物吸附领域受到了广泛关注。

本文旨在全面综述生物炭吸附有机污染物的最新研究进展，分析生物炭的制备方法、改性技术及其在吸附有机污染物方面的应用效果，探讨生物炭吸附有机污染物的机理和影响因素，以期为生物炭在环境污染治理中的实际应用提供理论支持和技术指导。

本文首先介绍了生物炭的基本概念、制备方法和改性技术，包括热解、气化、水热碳化等制备方法以及物理、化学和生物改性技术。

随后，重点综述了生物炭在吸附有机污染物方面的应用效果，包括吸附容量、吸附速率、吸附选择性等方面的研究进展。

本文还深入探讨了生物炭吸附有机污染物的机理，包括吸附平衡、吸附动力学、吸附热力学等方面，分析了影响生物炭吸附性能的因素，如生物炭的性质、有机污染物的性质、环境条件等。

本文总结了生物炭吸附有机污染物的优势和局限性，展望了生物炭在环境污染治理领域的发展前景，提出了未来研究的方向和建议。

通过本文的综述，旨在为相关领域的研究人员和技术人员提供有价值的参考和借鉴，推动生物炭在有机污染物吸附领域的研究和应用。

二、生物炭的制备方法与表征生物炭的制备方法多种多样，主要包括热解、气化、水热炭化等。

其中，热解法因其操作简单、炭化效率高等优点而被广泛应用。

热解过程中，生物质在缺氧或无氧环境下经过加热，发生一系列复杂的物理化学变化，如挥发分的释放、焦油的生成和聚合、以及炭的缩聚等，最终生成生物炭。

生物质来源的多样性导致了生物炭性质的差异，因此，选择合适的生物质原料对生物炭的性能至关重要。

生物炭的表征主要包括物理性质、化学性质和表面结构等方面。

物理性质如比表面积、孔结构、粒径分布等，这些性质直接影响生物炭的吸附性能。

化学性质如元素组成、表面官能团、灰分含量等，这些性质决定了生物炭的化学稳定性和反应活性。

纳米材料在微生物处理污染物环境下的作用及研究进展

纳米材料在微生物处理污染物环境下的作用及研究进展纳米材料在微生物处理污染物环境下的作用及研究进展摘要：利用微生物进行环境修复，本钱低廉、操作简便、修复效果好，相比传统方法不存在二次环境污染的问题，随着环境分子科学的快速开展，纳米材料在污染环境修复研究中越来越受到重视，而纳米材料于微生物协同降解污染物的研究，主要集中在对有机/无机污染废水处理、对污染气体的催化净化等领域，纳米材料在微生物修复污染环境中的作用大致可以分为：毒理作用、没有明显影响以及促进作用。

本文综述了不同纳米材料对不同微生物处理污染物环境下的应用的影响，同种纳米材料对于不同的微生物处理不同的污染物的影响也不尽相同，需要做进一步的系统性的研究。

近年来，随着环境分子科学的快速开展，纳米材料在污染环境修复研究中越来越受到重视，并成为新的研究热点。

目前纳米技术在环境污染控制的应用研究主要集中在纳米新材料的制备与应用技术、环境微界面过程等，主要包括氧化物矿物膜及其微界面、气溶胶界面反响、各种纳米材料制备及其在污染物的催化与降解的应用等，具体而言，主要集中在对有机/无机污染废水处理、对污染气体的催化净化等领域[2]，纳米颗粒由于其大量的微界面及微孔性，可以强化各种界面反响，如对重金属的外表及专性吸附反响等，在重金属污染土壤治理及污水净化中将发挥显著作用。

纳米材料与微生物协同降解污染物的研究，主要集中在对有机/无机污染废水处理、对土壤污染处理以及对污染气体的催化净化等领域，纳米材料在微生物修复污染环境中的作用大致可以分为：毒理作用、没有明显影响以及促进作用。

2微生物应用于环境污染治理的进展2.1微生物应用于污水治理：微生物的种类繁多，不同的微生物有着不同的性质，结合微生物的特点可以有多种去除污染的方法。

利用微生物的好氧性使水和污浊物分开，这种微生物可称为有生命的去污剂。

去污方法如下：在被污染的水中存在着许多被污染了的有机化合物，他们是许多微小生物的食物[3]。

活性炭吸附技术对VOCs净化处理的研究进展

活性炭吸附技术对VOCs净化处理的研究进展＊余倩，邓欣，李俊，李聪，余林，王运佳，沈丽斯【摘要】介绍了VOCs的概况，简述了各种治理方法，包括热破坏法、吸附法、吸收法、光催化降解法、冷凝法和生物控制法.在此基础上，以活性炭吸附为重点，探究了活性炭吸附技术的应用和发展现状.【期刊名称】材料研究与应用【年(卷),期】2010(004)004【总页数】4【关键词】挥发性有机废气；活性炭；吸附【文献来源】https:///academic-journal-cn_materials-research-application_thesis/0201221535744.html挥发性有机废气（Volatile Organic Compounds，VOCs）是指空气中存在的，在室温下蒸汽压大于70.91 Pa，沸点低于260℃的挥发性有机物质.包括烷烃、VOCs芳香烃、烯烃、醇类、醛类、酮类、卤代烃.VOCs具有毒性、致癌性危害人体健康，而且还能通过光化学反应产生光化学烟雾，是空气污染的主要污染物之一［1］.1 VOCs的净化处理技术目前，对VOCs的治理方法主要有热破坏法、吸附法、吸收法、光催化剂降解法、冷凝法和生物控制等方法.1.1 热破坏法热破坏法分为直接火焰燃烧法和催化燃烧法.虽然直接火焰燃烧法对VOCs的去除率可达99%，但由于在大多数情况下，VOCs的浓度较低，通量较大，在没有辅助燃料时不足以燃烧，实用意义不大.催化燃烧法适合处理量大、浓度低的有机废气.催化燃烧能耗低、效率高，转化率在95%以上，不易生成高温下的二次污染物如二噁英、氮氧化物等［2］.催化燃烧的关键是研发起燃点低、催化活性高、稳定价廉的催化剂.目前，国内外已有不少学者对它展开了研究工作［3－5］.Kim 等人研究了Pt，Pd的原子比例对Pt－Pd／γ－Al2 O3 催化剂活性和稳定性的影响，发现恰当的Pt－Pd原子比例可以促进Pt和Pd的协同作用，提高催化剂的活性和稳定性.国内学者余凤江等人采用共沉淀法制备了Cu－Mn－Ce－Zr复合氧化物催化剂，考察了对苯燃烧的催化活性，结果表明，该催化剂具有优良的催化活性，完全转化温度只有182℃.1.2 吸附法吸附法具有效率高、净化彻底、易于推广实用、环境效益和经济效益良好等优点.目前最成熟的吸附系统是1977～1979年在日本开发成功的蜂窝轮吸附.经过多年的改善，蜂窝状吸附轮的性能得到了不断的提高.Mitsuma Y等人提出的制造蜂窝轮新方法［6］，能够使VOCs的去除率高达90%～95%.吸附法处理废气的关键是吸附剂.常用的有活性炭、活性氧化铝、硅胶、人工沸石等.另外，据张洪林等人的研究，炉灰渣也可以作为吸附材料［7］.由于吸附剂容易失效，频繁更换所导致的高额费用是限制吸附法推广应用的瓶颈.1.3 吸收法采用吸收法治理气态污染物在无机污染物治理中得到了广泛的应用.但对于有机废气，由于其水溶性一般不好，因而应用不太普遍.目前吸收有机气体的主要吸收剂是油类物质，但也有人另辟新径.日本的上殊勇等人根据环糊精对有机卤化物亲合性极强的特性，以环糊精的水溶液作为吸收剂对含有机卤化物的有机废气进行吸收.这种吸收剂具有无毒不污染，捕集后解吸率高，可反复使用的优点.1.4 光催化降解法1972年日本的Fujishima和Hondal发现TiO2单晶电极分解水，标志着纳米半导体多相光催化新时代的开始.国外通常采用TiO2粉末作为光催化剂降解苯系物.美国KSE公司开发出一种专利催化吸附剂，通过光催化氧化处理VOCs.刘亚兰等人将纳米TiO2与活性炭纤维复合，用来降解甲醛，进一步提高了净化效率［8］.利用TiO2作为光催化剂净化空气的技术在国外已逐渐成熟，但国内的研究较少，近几年在做初步实验研究和动力学探讨.1.5 冷凝法利用VOCs在不同温度和压力下具有不同的饱和蒸气压的性质，采用降低系统温度或提高压力，使VOCs从废气中分离.实验表明，冷凝法对沸点在60℃以下的VOCs的去除率为80%～90%.此法适用于VOCs浓度大于5%的情况，对VOCs浓度太低的废气处理效果不理想.1.6 生物控制法生物控制法是近年来发展起来的空气污染控制技术，其实质是附着在生物填料介质上的微生物在适宜的环境条件下，利用废气中的污染物作为碳源和能源，维持其生命活动，并将它们分解为CO2和H 2 O等无害无机物的过程，目前在发达国家已是成熟的工艺，是处理含VOCs废气的首选技术.在国内，生物控制法的优越性也日益被人们所认识.浙江大学采用自主研制的新型复合生物滤塔，耦合净化处理某制药厂含H 2 S（166.0～891.5 mg／m3）和挥发性VOCs （100.0～1051.1 mg／m3）的混合废气［9］.由于复合生物滤塔同时具备了生物滴滤塔（BTF）和生物过滤塔（BF）的优点，在处理含H 2 S和VOCs混合废气时具有高效、节能、低耗等明显优势.2 活性炭吸附VOCs活性炭的炭粒中有细小的孔——毛细管.这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很大，所以能与气体充分接触，当这些气体进入毛细管就很容易被吸附，起净化气体作用.活性炭吸附多为物理吸附，过程可逆.当吸附达到饱和后可用热空气或水蒸气脱附，实现活性炭的循环使用.在实际应用中需根据被吸附分子的大小选择不同孔径的活性炭.吸附过程常采用两个吸附器，当一个进行吸附时，另一个进行脱附，以保证吸附过程的连续［10］.活性炭吸附法最适合处理浓度为（300～5000）×10－6的有机废气，但是也有一定的使用限制.部分含酮、醛、脂等高活性物质会与活性炭反应，使得活性炭炭孔堵塞而无法使用.此外，活性炭容易饱和，导致吸附效率低，频繁更换导致的费用增加也限制了它的推广应用.为了克服上述缺点，人们正在寻找行之有效的活性炭表面改性方法.2.1 改性活性炭常用的改性方法有氧化、还原及负载杂原子和化合物等.氧化改性法使用 HNO3，H 2 SO4，HCl，HClO，HF，H 2 O2和O3等强氧化剂处理活性炭表面，提高酸性基团的含量.华东理工大学研究所对蜂窝状活性炭的吸附性能进行了改性研究.研究结果表明，活性炭经盐酸处理后可以提高活性，延长穿透时间.这是因为酸可以去除活性炭中无吸附能力的灰分.但酸的浓度不能太高，否则会破坏活性炭的部分微孔结构，造成吸附性能下降［11］.Chiang等人对活性炭进行臭氧氧化后，测定活性炭的比表面积从（783±51）m2／g增加到（851±25）m2／g.还原改性是对活性炭用H 2和N2进行高温处理或氨水浸渍，提高活性炭表面碱性基团的含量.如高尚愚采用还原法对活性炭进行改性，增强了其对苯酚的吸附能力.负载杂原子及化合物则是通过液相沉积的方法在活性炭表面引入特定杂原子和化合物，增强活性炭的吸附性能.Chiang采用Mg（NO3）2和Ba（NO3）2处理活性炭，增加了活性炭对醋酸的吸附容量.为了达到特定的吸附目的，人们还研究出了其它的改性方法.如针对高湿度应用条件，可将活性炭改性为表面疏水.日本的Nakanishi Yoichiro将活性炭用三甲基氯硅烷汽化处理一定时间后，再撤离气氛，然后在真空下加热活性炭，就可制得表面疏水的活性炭.名古屋大学的KATANI MASANOBU等人为了提高活性炭在低温条件下的化学活性，在678～873 K的温度下，加入NaOH和KOH （与活性炭的重量比为1～4），然后再用浓度为1～13 mol／L的硝酸处理12～24 h，最后用水清洗、干燥，获得了在低温条件下具有较高活性的活性炭.为了提高对SO2的吸附容量，大连理工大学对活性炭进行了改性制备.首先对活性炭进行预处理：将杏仁壳活性炭用蒸馏水煮沸1 h，再于90℃下真空干燥3 h.按照等体积浸渍法（1 m L的溶液对应1 g活性炭）将一定量的质量分数分别为2%，5%，8%，10%和12%的改性试剂担载到活性炭上，在110℃下烘4 h.结果表明，将 Na2 CO3，Na HCO3，NaOH 和K2 CO3担载到活性炭上均能有效地提高活性炭的硫容量，其中w（Na2 CO3）＝10%的改性活性炭的硫容量最大.扶江、张远等人采用浸渍改性活性炭对SO2废气脱硫进行实验研究，结果表明：分别经过KI，Zn（NO3）2，HNO3 改性的活性炭的吸附效果较好［12］.荣海琴等人认为热处理可以脱除活性炭表面的杂原子而在表面留下许多活性位，从而提高吸附容量，实验结果表明，适合的热处理温度为500℃.2.2 活性炭纤维活性炭纤维是20世纪70年代发展起来的一种新型、高效、多功能的纤维状吸附材料［13］，它具有大量分布的狭窄和均匀的微孔及巨大的比表面积，对有机物的吸附容量大，吸附效率高，且吸脱附速度快，再生容易，并耐热、耐酸、耐碱，适应性强，导电性和化学稳定性好，且可加工成任何形状，具有广阔的应用前景［14］.纤维状活性炭是由各种高分子纤维，如纤维素系、丙烯晴系、酚醛系纤维、沥青系、聚乙烯醇系经碳化、赋活处理而制成.所得活性炭纤维的比表面积为1000～3000 m2／g，单位质量所含细孔体积为0.6～1.9 cm3／g，孔径均一，大部分为适合气体吸附的0.002μm的小孔，因此具有更有效的比表面.活性炭纤维的孔道比普通活性炭的短，使吸附脱附的速率提高［15］.据文献记载，活性炭纤维的吸附脱附能力为一般粒状、粉末状活性炭的400倍以上.许多工程实践都证明，活性炭纤维对有机废气的吸附可达92%～98%，而且使用寿命长，在同等条件下，其寿命是普通颗粒活性炭的3～4倍，使设备的年均使用费用大大降低.日本在1993年就申请了合成纤维状活性炭的专利，其中酚醛系活性炭纤维制法是：将酚类和醛类化合物在酸性催化剂作用下反应生成可溶可熔酚醛树脂，纺丝制成尚未硬化的酚醛树脂纤维，在酸性催化剂作用下与甲醛作硬化处理，然后在1100～1200℃下炭化、活化即可制成高性能活性碳纤维.其中炭化条件直接影响到产品的产率和性能，随炭化温度的升高，表面积增大而平均孔径则有所下降.活化反应是使活性碳纤维生成丰富的微孔及形成含氧官能团的主要过程，活化温度对活性炭纤维的性能影响较大，可通过选择合适的前驱体、活化剂、反应条件等来调整孔的结构和比表面的大小.P Navarri等人利用碳纤维材料对二甲苯和乙酸乙酯进行吸附处理，着重研究了不同碳纤维、纤维层数、不同气体以及气体浓度间的关系对吸附效果的影响，取得了一定的成果.孙彤等人用活性炭纤维作为吸附材料，以恒温恒压的空气作载气，考察了温度、气体流速、气体浓度3个因素对吸附量的影响.结果表明，温度对活性炭纤维的平衡吸附量的影响最大，随着温度的升高，活性炭纤维对醋酸丁酯的平衡吸附量下降.对活性炭纤维进行改性，可满足对特定物质的高效吸附转化［8］.由于炭的表面原子呈不饱和结构，有其独特的表面化学性能.活性炭纤维在微晶状态下，当温度一定时易于发生氧化反应，使得表面结合羧基、卤素、氮元素等.为了克服高湿度天气的影响，可以通过900℃高温处理来减少活性炭纤维表面的亲水基，提高吸附VOCs的能力.目前，活性炭纤维虽然价格较高，制备工艺还不成熟，但随着研究的深入，活性炭纤维的工艺条件可以得到进一步的完善，从而使它发挥更大的作用.3 结语挥发性有机废气已经越来越严重地影响着人类的生存环境，废气治理的问题已经刻不容缓.相信经过人们的不断努力，日后将会研究出更加先进合理的治理方法.正如美国国家环境保护署（EPA）所指出的，活性炭吸附是去除VOCs“可采用的最好技术”.活性炭作为一种具有强大潜力的吸附剂，经过人们的深入研究，必将在VOCs治理方面发挥更大的作用.参考文献：［1］黎维彬，龚浩.催化燃烧去除VOCs污染物的最新进展［J］.物理化学学报.2010（4）：885－894.［2］KITTRELL J R，QUINLAN C W，ELDRIDGE J W，et al.Direct catalytic oxidation of halogenated hydrocarbons［J］. 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生态环境功能材料领域的研究进展及学科发展展望

生态环境功能材料领域的研究进展及学科发展展望一、本文概述随着全球环境问题的日益严重，生态环境功能材料的研究与应用已成为解决环境问题的关键手段之一。

本文旨在全面综述生态环境功能材料领域的研究进展，包括新型材料的开发、性能优化以及在实际应用中的效果评估等方面。

同时，本文还将深入探讨生态环境功能材料学科的未来发展趋势，为相关领域的研究者提供有价值的参考信息。

本文将回顾生态环境功能材料的发展历程，梳理出该领域取得的主要成就和存在的问题。

在此基础上，重点分析近年来生态环境功能材料在污水处理、大气治理、土壤修复等方面的应用案例，揭示其在实际应用中的优势和挑战。

本文将探讨生态环境功能材料领域的研究热点和发展趋势。

随着科学技术的不断进步，生态环境功能材料的种类和性能也在不断更新和完善。

本文将关注新型生态环境功能材料的研发进展，如纳米材料、生物基材料、复合材料等，并分析这些材料在解决环境问题方面的潜力和应用前景。

本文将对生态环境功能材料学科的未来发展进行展望。

结合全球环境问题的变化趋势和科学技术的发展趋势，预测生态环境功能材料领域未来的研究方向和发展重点。

同时，本文还将提出促进生态环境功能材料学科发展的建议，以期为推动全球环境问题的解决贡献智慧和力量。

二、生态环境功能材料领域的研究现状生态环境功能材料作为跨学科的研究领域，近年来得到了广泛的关注和发展。

在全球环境保护和可持续发展的背景下，该领域的研究显得尤为重要。

生态环境功能材料旨在通过材料的科学设计和应用，改善和优化生态环境，实现环境修复、能源节约、污染控制等目标。

环境修复材料：这类材料主要针对土壤、水体等环境的污染问题，通过吸附、分解、转化等方式，去除或降低环境中的有害物质。

例如，纳米级吸附材料、光催化材料等在重金属离子和有机污染物的去除方面表现出良好的应用前景。

节能与能源转化材料：随着全球能源危机和环境问题的日益严重，节能与能源转化材料的研究成为热点。

这包括太阳能电池材料、热电材料、储能材料等，它们能够将太阳能、热能等转化为电能或化学能，实现能源的高效利用。

环境工程材料的发展现状及未来的趋势

环境工程材料的发展现状及未来的趋势姓名：蔡吉亮学号：6002110162班级：土木105班摘要：介绍了近几年环境工程材料领域所取得的进展。

水污染控制材料中主要介绍了用于分离工艺的几种新型吸附材料、絮凝材料和过滤材料，用于生化处理工艺的微生物固定化多孔陶瓷材料，以及用于化学处理工艺的二氧化钛光催化材料；大气污染控制材料中主要介绍了用于机动车尾气净化的催化材料、室内空气污染治理的光催化材料以及脱硫用吸附及离子交换材料；环境修复材料中主要介绍了固沙植被材料。

关键词：环境工程材料；环境净化材料；环境修复材料引言：材料是人类文明进步的物质基础和先导，材料科学的发展水平在一定程度上代表了一个国家工业水平的高低，目前很多高新技术的瓶颈归根结底都是要解决材料问题。

环境材料的出现是现代文明社会的理智决择，也是人类当前和未来发展的必由之路。

人口迅速增长，资源严重短缺和环境污染是当今社会发展的三大主要问题。

环境问题是当今社会发展所面临的三大主要问题之一。

人们在创造空前巨大的物质财富和前所未有的社会文明的同时，也在不断破坏其赖以生存的环境。

材料一方面推动着人类社会的物质文明，而另一方面又大量消耗资源和能源，并在生产、使用和废弃过程中排放大量的污染物，危害环境和恶化人类赖以生存的空间。

现实要求人类从环境保护角度出发，重新认识和评价人类过去在材料研究、材料开发、材料使用和材料回收等方面的行为。

环境材料的出现是现代文明社会的理智决择，也是人类当前和未来发展的必由之路。

环境材料并不是一种完全独立的材料种类【1】，也不全是高新技术材料，有许多传统材料本身就具有环境材料特征或可以发展成环境材料，事实上现存的任何一种材料，一旦引入环境意识加以改造，使之与环境有良好的协调性，就应列为’环境材料。

另外，从发展现点看$环境材料是可持续发展的【2】。

环境材料包括许许多多的方面，环境工程材料就是其中的一个不可缺少的方面。

环境工程材料包括环境净化材料、环境修复材料以及环境替代材料【3】。

碳纳米材料在农业环境改良中的应用进展

碳纳米材料在农业环境改良中的应用进展随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，农业生产对环境的要求也越来越高。

许多地区的土壤质量下降，水资源受到污染，影响了农业的持续发展。

寻找一种能够改善农业环境的材料变得尤为重要。

碳纳米材料因其独特的结构和优异的性能，在农业环境改良中展现出了巨大的应用潜力。

本文将就碳纳米材料在农业环境改良中的应用进展进行探讨。

一、碳纳米材料在土壤改良中的应用1. 提高土壤肥力碳纳米材料因其大比表面积和丰富的官能团，能够吸附土壤中的有害物质，如重金属离子、农药残留等，从而改善土壤肥力。

研究表明，将碳纳米材料与有机肥料混合施用于土壤中，可以显著提高土壤肥力，增加作物产量。

2. 促进土壤微生物活性土壤微生物是维持土壤生态系统平衡的重要组成部分，对土壤肥力的形成和维持起着至关重要的作用。

碳纳米材料可以作为土壤微生物的载体，提高微生物在土壤中的存活率和活性，促进土壤养分的循环利用，降低化肥的使用量，减少化肥对环境的污染。

3. 减少土壤侵蚀土壤侵蚀是目前全球面临的一个严重问题，严重影响着农业的持续发展。

碳纳米材料具有优异的抗水解性和抗氧化性能，可以作为土壤稳定剂，减少水土流失，保护耕地资源，改善土壤环境。

1. 水质净化农业生产过程中使用的化肥、农药等会对地下水、地表水造成严重污染，传统的水质净化方法存在着效率低、成本高等问题。

而碳纳米材料具有大比表面积和丰富的官能团，能够高效吸附水中有害物质，如重金属离子、农药残留等，从而起到净化水质的作用。

2. 水资源保护水资源的浪费和污染一直是困扰着人类社会的难题。

而碳纳米材料的出现为水资源保护提供了新的思路。

将碳纳米材料应用于农田渗漏液的处理中，既可以减少水资源的浪费，又能够净化渗漏液，降低对地下水的污染。

1. 农药载体传统的农药在使用过程中存在着易挥发、易残留、低利用率等问题，不仅对环境造成污染，也对人体健康造成威胁。

而将农药包裹在碳纳米材料表面，可以提高农药的稳定性和利用率，减少农药对环境的影响。

具有超强吸附性能的新型材料研究

具有超强吸附性能的新型材料研究过去几十年来，科学家们一直在不断寻找、开发具有超强吸附性能的新型材料，以解决环境和工业领域中的各种问题。

这些新材料可以广泛应用于空气和水的净化、能源储存和转换以及化学品生产等领域。

本文将从三个方面介绍一些具有超强吸附性能的新型材料的研究进展。

第一个方面是以石墨烯为代表的二维材料。

石墨烯是由碳原子组成的单层薄片，其具有高度的柔韧性和导电性。

石墨烯的超强吸附性能源于其大表面积和高活性位点。

科学家们利用石墨烯的这些特性，成功开发了多种用于污水和废气处理的新材料。

例如，石墨烯复合材料可以高效吸附有毒重金属离子和有机物，使其从水中去除。

此外，科学家们还利用石墨烯的导电性，开发了新型的高性能超级电容器，用于能量存储和释放。

第二个方面是纳米复合材料。

纳米复合材料由多种不同成分的纳米颗粒组成，具有较大的比表面积和多孔结构，从而展现出超强的吸附性能。

例如，科学家们研究出一种由银纳米颗粒和多孔材料组成的复合材料，可以高效吸附空气中的细菌和病毒。

该材料具有广泛的应用前景，可以在医疗和公共卫生领域中起到重要的作用。

此外，纳米复合材料还可以应用于油水分离、气体吸附和催化等领域，展示出强大的吸附性能。

第三个方面是金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks, MOFs)的研究。

MOFs是由金属离子和有机配体构成的晶状材料，具有大量的孔隙和高度可调的化学组成。

这些特性使得MOFs在气体吸附、储氢和分离等领域有着广泛的应用。

例如，MOFs可以高效吸附二氧化碳，用于减缓气候变化和碳捕获技术。

此外，科学家们还通过调控MOFs的结构和组成，使其具有吸附和释放水蒸气的能力，为解决能源和环境问题提供了新的思路和方法。

总之，具有超强吸附性能的新型材料的研究具有重要的科学价值和应用前景。

无论是以石墨烯为代表的二维材料，还是纳米复合材料和金属有机骨架材料，这些新材料都展现出了出色的吸附性能和广泛的应用潜力。

新型材料在环境污染治理中的应用

新型材料在环境污染治理中的应用随着人类经济活动的不断发展，环境污染问题日益凸显。

为了解决这一严重的问题，科学家们不断探索新的方法和技术。

在过去的几十年里，新型材料的研究和应用取得了突破性的进展，为环境污染治理提供了新的解决方案。

首先，新型吸附材料在环境污染治理中发挥了重要作用。

吸附是一种常见的物理过程，通过材料的表面吸附污染物质，将其从环境中移除。

以活性炭为代表的新型吸附材料具有较大的比表面积和高度的微孔结构，因此具有良好的吸附性能。

它可以吸附空气中的有机物、重金属等污染物，有效地改善了室内和工业生产环境的空气质量。

此外，纳米材料的广泛应用也为吸附材料的发展提供了新的可能性。

纳米材料具有较小的粒径和较大的比表面积，因此能够吸附更多的污染物质。

研究人员已经开发出利用纳米吸附材料去除水中有机物、重金属离子等污染物的方法，取得了良好的效果。

其次，新型材料在废水处理中的应用也引起了科学家们的关注。

废水中的有机物、重金属等污染物对水体和生态环境造成严重的危害。

传统的废水处理方法包括化学处理、生物处理等，但存在处理效率低、成本高以及二次污染等问题。

新型材料的出现为废水处理带来了新的希望。

以纳米颗粒为代表的新材料被广泛研究，其具有较大的比表面积和丰富的活性位点，能够高效吸附水中的污染物质，并且能够被回收再利用。

此外，纳米材料在光催化降解有机物、电化学处理重金属离子等方面的优势也得到了广泛认可。

新型材料在废水处理中的应用不仅能够提高处理效率和降低处理成本，还能够减少二次污染的风险，对环境保护具有重要意义。

另外，新型材料的应用还拓宽了环境污染治理的领域。

传统的环境污染治理主要集中在大气、水体等方面，而新型材料为处理其他形式的污染提供了新的可能。

例如，以纳米材料为代表的新型材料在土壤修复方面具有广阔的应用前景。

土壤中的有机物、重金属等污染物对植被生长和农田可持续利用造成了严重的影响。

研究人员已经开发出利用纳米材料修复污染土壤的方法，并取得了一定的成果。