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纳米技术及材料在环保中的研究  

    近年来，纳米技术及材料所取得成就就及其对各个领域的影响和渗透一直非常引人注目，特别是其在环境保护与治理方面的应用，已经呈现出欣欣向荣的景象。

在空气净化中的应用

    大气污染一直是各国政府需要解决的难题。纳米技术及材料的应用将会为我们解决大气污染问题提供全新的途径。工业生产和汽车使用的汽油、柴油等，在燃烧时会产生SO₂气体，这是SO₂最大的污染源。纳米钛酸钴（CoTiO₃）是一种非常好的石油脱硫催化剂，以55-70nm钛酸钴作为催化活体，多孔硅胶或Al₂O₃陶瓷作为载体的催化剂，其催化效率极高。经它催化的石油中的含量小于0.01%，达到国际标准。煤燃烧也会产生SO₂气体，如果在燃烧的同时加入一种纳米级助烧催化剂，不仅可以使煤充分燃烧，而且会使硫转化成固体的硫化物，而不产生SO₂气体。最新研究成果表明复合稀土化物的纳米级粉体有极强的氧化还原性能，是其它任何汽车尾气净化催化剂所不能比拟的。它的应用可以彻底解决汽车尾气中（CO）和（NOx）的污染问题。由于纳米材料比表面大、空间悬键多、吸附能力强、具有极强的电子得失能力和氧化还原性，因此它在氧化CO的同时还原NOx，使它们转化为对人体和环境无害的气体CO₂和N₂。而更新一代的纳米催化剂，将在汽车发动机汽缸里发挥催化作用，使汽油在燃烧时就不产生CO和NOx，无需进行尾气净化处理。

    调查表明，新装修房间的空气中有机物浓度高于室外，甚至高于工业区。目前已从空气中鉴定出几百种有机物质，其中有些是致癌物。研究表明，光催化剂可以很好地降解甲醛、甲苯等污染物，其中纳米TiO₂的降解效果最好，几乎可达到100%。纳米TiO₂光催化剂也可用于石油、化工等工业废气处理中，改善厂区周围空气质量。另外，利用纳米TiO₂的光催化性能不仅能杀死环境中的细菌，而且能同时降解由细菌释放出的有毒复合物。在医院的病房、手术室及生活空间安放纳米TiO₂光催化剂还具有除臭作用。

在污水处理方面的应用   

    污水中通常有毒有害物质、异味污染物、细菌、病毒等。传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题，纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。

    资料报道，有一种新型的纳米级净水剂，其吸附能力和絮凝能力是普通净水剂三氯化铝的10-20倍。它能将污水中悬浮物吸附并沉淀下来，然后采用纳米磁性物质、纤维和活性炭等净化装置，有效地除去水中的铁锈、泥沙以及异味污染物。经前述二道净化工序后，水体清澈，没有异味。再经过具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，可以将水中的细菌、病毒100%去除，得到高质量的纯净水，完全可以饮用。该技术在医学领域血透中开始应用。

    同时，纳米TiO₂催化降解技术还可以用于催化降解有机农药生产和使用中产生的有毒废水，也可以用于处理毛纺染整废水以及在江湖和海洋水面的石油类物质，显示出良好的应用前景。

在城市固体垃圾处理中的应用

    将纳米技术及材料应用于城市固体垃圾处理，主要表现在两个方面：一方面是可以将橡制品、塑料制品、废印刷电路板等制成超微粉末，除去其中的异物，成为再生原料回收。在日本还将废橡胶轮胎制成粉末用于铺设运动场、道路以及新干线的路基等；另一方面，可以应用纳米TiO₂加速城市垃圾的降解，其降解速度是大颗粒TiO₂的10倍以上，从而可以缓解大量生活垃圾给城市环境带来的压力。

在绿色照明工程中的应用

    实施绿色照明工程就是要高效节能、合理照明和保护环境。目前，我国电力的3/4由火力发电厂提供，而燃煤排放的CO₂、SO₂、烟尘悬浮物等会引起温室效应、酸雨和环境严重污染_。

    太阳能是一个巨大的、安全的、不污染环境的清洁能源。一种可行的方法就是利用尺度为几个nm的纳米材料的光致发光特性，在白昼时吸收天然光并储存起来，到晚上直接把光射到需要的地方。从多孔硅光致发光现象来看，把它制成不用电的新光源是有可能的。德国学者M.S.Brandt认为多孔硅在低温时，发光余辉可达几个小时。可以预见，在不久的将来，用纳米材料制成的不用电的广告照明新光源将呈现在人们面前。

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