纳米材料在保护环境方面的论文

　　摘要： 随着纳米科技迅猛发展，越来越多的人开始关注并研究纳米材料的环境行为，本文综述了纳米材料的定义以及纳米材料在环境保护中的应用。

　　关键词：纳米材料； 环境保护； 应用

　　1引言

　　随着纳米技术的飞速发展,纳米材料的合成和使用正日益增加，并且在电子、纺织、医药、化妆品、建筑、环保等行业，纳米材料都得到了广泛的应用。

　　2纳米材料定义

　　根据美国试验与材料协会(the American Society for Testing and Materials)和英国标准学会(the British Standards Institution)的定义，纳米材料是指任一维尺寸小于100nm的材料[1]。 3 纳米材料在环境保护中的应用

　　3.1 水环境保护

　　在水环境保护方面，纳米材料及技术可以应用于以下几个方面：

　　（1）减少水资源消耗。

　　用纳米TiO2处理后的化学纤维制作的衣服、窗帘和帐篷等能起到自洁作用，不需使用化学洗涤剂清洗，从而降低了污水的排放量，同时减少了水资源的消耗。

　　（2）水的净化处理。

　　使用纳米材料的光催化方法，可使许多难降解的污染物转化为H2O和CO2 等无污染的小分子物质。

　　（3）用于有机物废水处理。

　　利用TiO2、ZnO等半导体对有机污染物进行光催化降解，最终生成无毒无味的CO2、H2O及一些简单的无机物，正逐渐成为工业化技术，这为环境污染的消除开辟了广阔的前景。

　　（4）用作纳米净水剂。

　　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。

　　（5）抑制蓝藻生长。

　　研究表明，改性纳米TiO2具有较强的氧化能力，对滇池蓝藻的微囊藻胶群体、叶绿素以及超氧化物歧化酶活性等可产生明显的破坏性影响，从而可显著抑制蓝藻生长［2］。

　　3.2 大气环境保护

　　（1）用作煤炭助燃催化剂

　　工业用煤燃烧后也会产生SO2气体，如加入纳米级助燃催化剂则不仅可使煤充分燃烧，不产生CO气体，提高能源利用率，而且会使硫转化为固体硫化物，而不产生SO2气体，从而消除有害气体的产生［3］。

　　（2）用作石油脱硫催化剂

　　纳米钛酸钴(CoTiO3)是一种非常好的石油脱硫催化剂，以半径为55～70nm的钛酸钴合成的催化活体多孔硅胶或以Al2O3陶瓷作为载体的催化剂,其催化效率极高。

　　（3）用作汽车尾气净化催化剂

　　复合稀土化合物的纳米级粉体有极强的氧化还原性能,这是其它任何汽车尾气净化催化剂都不能比拟的，它的应用可以彻底解决汽车尾气中CO和NOx的'污染问题。

　　（4）用作纳米燃油添加剂

　　纳米燃油添加剂可以大幅增加动力，降低燃油消耗，提高发动机性能并延长其寿命，减少尾气中有害物质的排放，保护环境。

　　（5）治理大气污染

　　利用纳米TiO2的光催化作用可将这些气体氧化成硝酸和硫酸,在降雨过程中除去,从而达到降低大气污染的目的。［5］［4］。

　　3.3 城市垃圾处理

　　（1）减少废物的产生

　　纳米材料的可回收、可生物降解等特性，可以提高食品包装的重复利用度、减轻环境污染［6］。

　　（2）处理城市垃圾

　　纳米TiO2可以加速城市生活垃圾的降解,其降解速度是大颗粒TiO2的10倍以上,从而可解决大量生活垃圾给城市环境带来的压力,避免了因焚烧处理而带来的二次环境污染问题。

　　3.4其它

　　（1）控制污染源

　　污染的预防是指有效地使用原材料、能源、水及其他资源以减少或消除废物的产生，从而从源头上遏制污染的发生。

　　（2）监测环境污染

　　利用纳米技术研制的碳纳米管可以用于监测NOx,可在室温下工作，造价低廉，而且体积小［7］。