『壹』 納米技術在生活中的應用
納米技術在治理有害氣體方面、污水處理方面.汽車等領域都有著很重要的應用
1、治理有害氣體
工業生產中使用的汽油、柴油以及作為汽車燃料的汽油、柴油等,由於含有硫的化合物在燃燒時會產生二氧化硫氣體,這是二氧化硫最大的污染源,所以石油提煉中有一道脫硫工藝以降低其硫的含量。
納米鈦酸鑽(CoTiO,)是一種非常好的室友脫硫催化劑,經它催化的石油中硫的含量小於0.01% ,達到國際標准。
2、污水處理方面
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。污水治理就是將這些物質從水中去除。新的一種納米技術可以將污水中的貴金屬如金、釕、鈀、鉑等安全提煉出來,變害為寶。一種新型的納米級凈水劑具有很強的吸附能力。
它的吸附能力和絮凝能力是普通凈水劑三氯化鋁的10~20倍。
3、汽車領域的應用
汽車製造中應用的塑料數量將越來越多。納米塑料可以改變傳統塑料的特性,呈現出優異的物理性能:強度高,耐熱性強,比重更小。由於納米粒子尺寸小於可見光 的波長,納米塑料可以顯示出良好的透明度和較高的光澤度,這樣的納米塑料在汽車上將有廣泛的用途。
經過納米技術處理的部分材料耐磨性更是黃銅的27倍、鋼 鐵的7倍。除此之外,納米塑料除了可回收外,還有長期耐紫外線、色澤穩定、質量較輕等優點,在汽車配件中的應用領域相當廣泛。
在汽車外裝件中,主要用於保險杠、散熱 器、底盤、車身外板、車輪護罩、活動車頂及其它保護膠條、擋風膠條等。在內飾件中,主要用於儀錶板和內飾板、安全氣囊材料等。相關業內專家預測,在未來的 20年內,納米塑料將大量取代現有的車用塑料製品,有相當大的市場潛力。
(1)納米銀能處理哪種廢水擴展閱讀:
多年來,中國納米材料和納米結構研究取得了引人注目的成就。目前,我國在納米材料學領域取得的成就高過世界上任何一個國家,充分證明了我國在納米技術領域佔有舉足輕重的地位。納米效應就是指納米材料具有傳統材料所不具備的奇異或反常的物理、化學特性,
如原本導電的銅到某一納米級界限就不導電,原來絕緣的二氧化硅、晶體等,在某一納米級界限時開始導電。這是由於納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所佔比例大等特點,以及其特有的三大效應:表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。
對於固體粉末或纖維,當其有一維尺寸小於100nm,即達到納米尺寸,即可稱為所謂納米材料,對於理想球狀顆粒,當比表面積大於60㎡/g時,其直徑將小於100nm,達到納米尺寸。
『貳』 納米材料為什麼作用那麼大
納米材料(又稱超細微粒、超細粉未)是處在原子簇和宏觀物體交界過渡區域的一種典型系統,其結構既不同於體塊材料,也不同於單個的原子。其特殊的結構層次使它具有表面效應、體積效應、量子尺寸效應等,擁有一系列新穎的物理和化學特性,在眾多領域特別是在光、電、磁、催化等方面具有非常重大的應用價值。
納米材料在結構、光電和化學性質等方面的誘人特徵,引起物理學家、材料學家和化學家的濃厚興趣。80年代初期納米材料這一概念形成以後,世界各國對這種材料給予極大關注。它所具有的獨特的物理和化學性質,使人們意識到它的發展可能給物理、化學、材料、生物、醫葯等學科的研究帶來新的機遇。納米材料的應用前景十分廣闊。近年來,它在化工生產領域也得到了一定的應用,並顯示出它的獨特魅力。
1.在催化方面的應用
催化劑在許多化學化工領域中起著舉足輕重的作用,它可以控制反應時間、提高反應效率和反應速度。大多數傳統的催化劑不僅催化效率低,而且其制備是憑經驗進行,不僅造成生產原料的巨大浪費,使經濟效益難以提高,而且對環境也造成污染。納米粒子表面活性中心多,為它作催化劑提供了必要條件。納米粒於作催化劑,可大大提高反應效率,控制反應速度,甚至使原來不能進行的反應也能進行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應速度提高10~15倍。
納米微粒作為催化劑應用較多的是半導體光催化劑,特別是在有機物制備方面。分散在溶液中的每一個半導體顆粒,可近似地看成是一個短路的微型電池,用能量大於半導體能隙的光照射半導體分散系時,半導體納米粒子吸收光產生電子——空穴對。在電場作用下,電子與空穴分離,分別遷移到粒子表面的不同位置,與溶液中相似的組分進行氧化和還原反應。
光催化反應涉及到許多反應類型,如醇與烴的氧化,無機離子氧化還原,有機物催化脫氫和加氫、氨基酸合成,固氮反應,水凈化處理,水煤氣變換等,其中有些是多相催化難以實現的。半導體多相光催化劑能有效地降解水中的有機污染物。例如納米TiO2,既有較高的光催化活性,又能耐酸鹼,對光穩定,無毒,便宜易得,是制備負載型光催化劑的最佳選擇。已有文章報道,選用硅膠為基質,製得了催化活性較高的TiO/SiO2負載型光催化劑。Ni或Cu一Zn化合物的納米顆粒,對某些有機化合物的氫化反應是極好的催化劑,可代替昂貴的鉑或鈕催化劑。納米鉑黑催化劑可使乙烯的氧化反應溫度從600℃降至室溫。用納米微粒作催化劑提高反應效率、優化反應路徑、提高反應速度方面的研究,是未來催化科學不可忽視的重要研究課題,很可能給催化在工業上的應用帶來革命性的變革。
2.在塗料方面的應用
納米材料由於其表面和結構的特殊性,具有一般材料難以獲得的優異性能,顯示出強大的生命力。表面塗層技術也是當今世界關注的熱點。納米材料為表面塗層提供了良好的機遇,使得材料的功能化具有極大的可能。藉助於傳統的塗層技術,添迦納米材料,可獲得納米復合體系塗層,實現功能的飛躍,使得傳統塗層功能改性。塗層按其用途可分為結構塗層和功能塗層。結構塗層是指塗層提高基體的某些性質和改性;功能塗層是賦予基體所不具備的性能,從而獲得傳統塗層沒有的功能。結構塗層有超硬、耐磨塗層,抗氧化、耐熱、阻燃塗層,耐腐蝕、裝飾塗層等;功能塗層有消光、光反射、光選擇吸收的光學塗層,導電、絕緣、半導體特性的電學塗層,氧敏、濕敏、氣敏的敏感特性塗層等。在塗料中加入納米材料,可進一步提高其防護能力,實現防紫外線照射、耐大氣侵害和抗降解、變色等,在衛生用品上應用可起到殺菌保潔作用。在標牌上使用納米材料塗層,可利用其光學特性,達到儲存太陽能、節約能源的目的。在建材產品如玻璃、塗料中加入適宜的納米材料,可以達到減少光的透射和熱傳遞效果,產生隔熱、阻燃等效果。日本松下公司已研製出具有良好靜電屏蔽的納米塗料,所應用的納米微粒有氧化鐵、二氧化鈦和氧化鋅等。這些具有半導體特性的納米氧化物粒子,在室溫下具有比常規的氧化物高的導電特性,因而能起到靜電屏蔽作用,而且氧化物納米微粒的顏色不同,這樣還可以通過復合控制靜電屏蔽塗料的顏色,克服炭黑靜電屏蔽塗料只有單一顏色的單調性。納米材料的顏色不僅隨粒徑而變,還具有隨角變色效應。在汽車的裝飾噴塗業中,將納米TiO2添加在汽車、轎車的金屬閃光面漆中,能使塗層產生豐富而神秘的色彩效果,從而使傳統汽車面漆舊貌換新顏。納米SiO2是一種抗紫外線輻射材料。在塗料中加入納米SiO2,可使塗料的抗老化性能、光潔度及強度成倍地增加。納米塗層具有良好的應用前景,將為塗層技術帶來一場新的技術革命,也將推動復合材料的研究開發與應用。
3.在其它精細化工方面的應用
精細化工是一個巨大的工業領域,產品數量繁多,用途廣泛,並且影響到人類生活的方方面面。納米材料的優越性無疑也會給精細化工帶來福音,並顯示它的獨特畦力。在橡膠、塑料、塗料等精細化工領域,納米材料都能發揮重要作用。如在橡膠中加入納米SiO2,可以提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力。納米Al2O3,和SiO2,加入到普通橡膠中,可以提高橡膠的耐磨性和介電特性,而且彈性也明顯優於用白炭黑作填料的橡膠。塑料中添加一定的納米材料,可以提高塑料的強度和韌性,而且緻密性和防水性也相應提高。國外已將納米SiO2,作為添加劑加入到密封膠和粘合劑中,使其密封性和粘合性都大為提高。此外,納米材料在纖維改性、有機玻璃製造方面也都有很好的應用。在有機玻璃中加入經過表面修飾處理的SiO2,可使有機玻璃抗紫外線輻射而達到抗老化的目的;而加入A12O3,不僅不影響玻璃的透明度,而且還會提高玻璃的高溫沖擊韌性。一定粒度的銳鈦礦型TiO2具有優良的紫外線屏蔽性能,而且質地細膩,無毒無臭,添加在化妝品中,可使化妝品的性能得到提高。超細TiO2的應用還可擴展到塗料、塑料、人造纖維等行業。最近又開發了用於食品包裝的TiO2及高檔汽車面漆用的珠光鈦白。納米TiO2,能夠強烈吸收太陽光中的紫外線,產生很強的光化學活性,可以用光催化降解工業廢水中的有機污染物,具有除凈度高,無二次污染,適用性廣泛等優點,在環保水處理中有著很好的應用前景。在環境科學領域,除了利用納米材料作為催化劑來處理工業生產過程中排放的廢料外,還將出現功能獨特的納米膜。這種膜能探測到由化學和生物制劑造成的污染,並能對這些制劑進行過濾,從而消除污染。
4.在醫葯方面的應用
21世紀的健康科學,將以出入意料的速度向前發展,人們對葯物的需求越來越高。控制葯物釋放、減少副作用、提高葯效、發展葯物定向治療,已提到研究日程上來。納米粒子將使葯物在人體內的傳輸更為方便。用數層納米粒子包裹的智能葯物進入人體,可主動搜索並攻擊癌細胞或修補損傷組織;使用納米技術的新型診斷儀器,只需檢測少量血液就能通過其中的蛋白質和DNA診斷出各種疾病,美國麻省理工學院已制備出以納米磁性材料作為葯物載體的靶定向葯物,稱之為「定向導彈」。該技術是在磁性納米微粒包覆蛋白質表面攜帶葯物,注射到人體血管中,通過磁場導航輸送到病變部位,然後釋放葯物。納米粒子的尺寸小,可以在血管中自由流動,因此可以用來檢查和治療身體各部位的病變。對納米微粒的臨床醫療以及放射性治療等方面的應用也進行了大量的研究工作。據《人民日報》報道,我國將納米技術應用於醫學領域獲得成功。南京希科集團利用納米銀技術研製生產出醫用敷料——長效廣譜抗菌棉。這種抗菌棉的生產原理是通過納米技術將銀製成尺寸在納米級的超細小微粒,然後使之附著在棉織物上。銀具有預防潰爛和加速傷口癒合的作用,通過納米技術處理後的銀表面急劇增大,表面結構發生變化,殺菌能力提高200倍左右,對臨床常見的外科感染細菌都有較好的抑製作用。
微粒和納粒作為給葯系統,其制備材料的基本性質是無毒、穩定、有良好的生物性並且與葯物不發生化學反應。納米系統主要用於毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的葯物的給葯。
納米生物學用來研究在納米尺度上的生物過程,從而根據生物學原理發展分子應用工程。在金屬鐵的超細顆粒表面覆蓋一層厚為5~20nm的聚合物後,可以固定大量蛋白質特別是酶,從而控制生化反應。這在生化技術、酶工程中大有用處。使納米技術和生物學相結合,研究分子生物器件,利用納米感測器,可以獲取細胞內的生物信息,從而了解機體狀態,深化人們對生理及病理的解釋。
5.結語
納米科學是一門將基礎科學和應用科學集於一體的新興科學,主要包括納米電子學、納米材料學和納米生物學等。21世紀將是納米技術的時代,為此,國家科委、中科院將納米技術定位為「21世紀最重要、最前沿的科學」。納米材料的應用涉及到各個領域,在機械、電子、光學、磁學、化學和生物學領域有著廣泛的應用前景。納米科學技術的誕生,將對人類社會產生深遠的影響,並有可能從根本上解決人類面臨的許多問題,特別是能源、人類健康和環境保護等重大問題。21世紀初的主要任務是依據納米材料各種新穎的物理和化學特性,設計出各種新型的材料和器件。通過納米材料科學技術對傳統產品的改性,增加其高科技含量以及發展納米結構的新型產品,目前已出現可喜的苗頭,具備了形成21世紀經濟新增長點的基礎。納米材料將成為材料科學領域一個大放異彩的明星展現在新材料、能源、信息等各個領域,發揮舉足輕重的作用。隨著其制備和改性技術的不斷發展,納米材料在精細化工和醫葯生產等諸多領域會得到日益廣泛的應用。
『叄』 什麼是納米銀技術
在中世紀,哲學家試圖用煉金術將基礎材料變成金子。雖然他們的努力都是徒勞的,但是偽科學煉金術卻為真正的科學化學鋪平了道路。通過化學,我們更清楚的了解了周圍的世界,包括所有物質都是由原子構成的事實。原子的類型和它們組合在一起的方式決定了它所構成物質的性質。納米技術(nanotechnology)是一門多學科的綜合性科學,它著眼於使我們可以在分子和原子水平處理物質。要做到這一點,工作要在納米尺度(nanoscale)內進行——這個尺度如此之小,以至於用光學顯微鏡也無法觀測到。事實上,一納米只有十億分之一米那麼小。原子比這還要小。想要定量原子的大小很難——它們不易保持特定狀態。但是一般來說,典型的原子直徑大約為十分之一納米。iStockphoto/Thinkstock硅晶片上的晶體管已經達到了納米級。你能想像到它們究竟有多小嗎但是納米尺度是問題的關鍵所在。因為它是分子的測量尺度。通過操作分子,我們可以製造出各種各樣有意思的材料。但是就像古時候的煉金術師一樣,我們在製造黃金方面也沒有多大的進展。因為黃金是一種基本元素(basic element)——不可能將其分解成更簡單的構成形式。不過我們還可以製造出其他有意思的物質。通過把分子排列組合成特定形狀,我們可以製造出有著驚人性能的材料。一個例子就是碳納米管。想要製成碳納米管,首先需要一張由石墨分子構成的薄板,然後把它捲成管狀。分子排列的方向決定了納米管的性能。例如,納米管最終可能是導體也可能是半導體。當用正確的方法捲成碳納米管時,它的強度可以達到鋼材的數百倍,而重量卻只有鋼材的六分之一[來源: NASA]。這只是納米技術的一個方面。另一個方面就是材料在納米尺度和在更大尺度上是不一樣的。研究人員和美國能源部在2005年研究發現,黃金在納米尺度與在宏觀尺度相比,發光的情況是不同的。他們還注意到,材料在納米尺度內有不同的磁性和溫度[來源: U.S. Department of Energy]。因為這門科學是研究物質的基本組成形式的,因此具有無數種用途。有的用途似乎很貼近生活——防曬霜里的納米氧化鋅粒子可以在皮膚表面形成一層透明的膜,保護皮膚。另外一些用途聽起來就像科幻小說——醫生們試圖用微小而大量的蛋白質包裹住針對病毒的葯物來治療癌症。當我們進一步了解分子是如何運作和如何操控他們時,世界無疑將被改變。最大的啟示將會來自於最小的物質。請閱讀下頁鏈接,了解更多關於納米技術的知識。
『肆』 納米二氧化鈦如何應用到飲用水處理上
隨著新污染源的出現,水質檢驗面臨許多新的挑戰,比如污染物的低濃度、高復雜性等. 如何開發低成本、快速的檢測方法,是當下水質檢測研究的熱點. 而對於診斷消毒、生物膜控制,微生物快速檢測是一個主要的研究熱點,而這一切都需要開發先進感測器來提供高效、及時響應和靶向治療.納米材料和識別試劑的有效集成( 抗體、適配子、碳水化合物和抗菌蛋白等) 能夠對微生物檢測具有快速、靈敏和高選擇性. 納米材料利用它們獨特的電化學、光學和磁學性質,能夠提高感測響應的靈敏性和響應速度,實現多通道靶向檢測. 磁性納米粒子和碳納米管可用來做樣品濃縮和純化,提高檢測響應速度. 量子點( Quantum dots,QDs) 、染料摻雜的納米粒子、貴金屬納米粒子和磁性納米粒子已經被廣泛應用於感測研究. 量子點有寬的吸收譜和穩定的、窄的熒光發射譜,這種發射譜隨著納米粒子的大小和化學組成而發生改變. 在同一個激發光源下,可以利用多通道實現目標分子的檢測. 對於染料摻雜硅和聚合物納米粒子,由於大量染料分子被限制到單個納米粒子上,所以表現出較高的熒光強度. 貴金屬納米粒子( 納米金、納米銀等) 利用共振表面等離子基元藉助光響應可以檢測出病原體. 這主要是利用納米粒子團聚的變化或折射因子的改變. 貴金屬納米粒子還能夠增強表面拉曼光譜. 增強因子能夠達到1014,所以常常能用於單分子檢測. 碳納米管是另一種優良的電極材料和場效應晶體管. 將碳納米管包裹在普通電極上( 任意、垂直) 或形成納米陣列電極,這樣就提高了分析物與檢測器的相互作用、縮短電子轉移距離,從而提高檢測性能.
傳統的消毒劑( 氯氣、臭氧等) 很大程度上會造成對水質的二次污染,從而危害公眾的飲水健康. 因此需要通過技術創新來形成沒有副作用、或副作用較小的消毒劑. 納米銀、納米氧化鋅、納米二氧化鈦、納米氧化鈰、碳納米管和富勒烯等納米材料具有較強的抗菌性. 所以這些納米粒子或通過釋放自身有毒的金屬離子( 納米銀、納米氧化鋅) ,或直接接觸細胞膜( 碳納米管、碳60、納米氧化鈰) ,或形成反應活性氧( 納米二氧化鈦、富勒醇、氨代富勒烯),實現對微生物生長的鈍化. 在此過程中會形成極少量有毒的副產品. 納米銀經常作為一種point-of-use( POU) 的水處理材料. 因為它表現出強的、寬譜和低毒的抗菌活性. 納米銀的這種抗菌活性主要通過Ag + 的釋放,釋放出的Ag + 能夠與蛋白中的巰基( - SH) 和DNA 中的磷具有很好的鍵合作用,從而起到抑制微生物生長的作用.碳納米管的纖維結構、抗菌活性和導電性能夠應用到抗菌膜中. 碳納米管和其他碳納米材料的抗菌作用主要涉及到細胞膜的紊亂和電子結構的氧化扭曲. 短、分散和小直徑的金屬化碳納米管毒性更大. 碳納米管過濾膜也藉助電化學過程,在小伏間歇性電壓的作用下,通過氧化可以機械捕獲病毒. 在電泳過程中,致使病毒朝碳納米管移動.另一種納米材料水處理方法是利用太陽光,通過光催化來降解有機污染物和失活病毒. 目前研究的焦點主要集中在增強納米材料的量子產率、光催化循環次數和設計優化光反應中心. 然而,目前研究結果做到通過靶向吸附來高選擇性催化. 提高其催化的選擇性,主要依賴於表面化學裁剪光催化設計.
『伍』 納米材料有什麼應用
在日常生活中,納米技術應用的領域有哪些你不知道
納米研究在創造成千種新材料方面非常成功,但是分子自我組成有用的物體或是建造微型納米機器方面仍只是設想而已。決定單個原子行為的定律與主導大型材料的定律不同。這一領域的科學家必須首先了解納米材料的特性,並充分利用其特性開展具體的活動。比如,以煤或石墨形式存在的碳元素結塊不帶電或光學性質,但是微型碳納米管具有這些特性。碳納米管的這些獨特性質對於增強輕型自行車零部件的特性非常有用。但是,目前尚不清楚工程師對於更加精確地操作不同元素的單個原子所能取得多大程度的成功。
同時,機會會失之交臂,因為額外的錢都花在了資助清潔能源,本來這筆錢可以用來資助其他的社會發展需要。政策制定者對於因為全球變暖應當放緩發展的觀點持不同的態度。因此,我們並沒有有效的方法對各種能源選擇做出綜合的權衡。清潔能源的倡導者認為對各種能源進行成本比較是一種誤導。煤、石油和天然氣的生產商和供應商並不為他們的產品造成的環境和公眾健康損失負責。他們提出對煤炭和化石燃料徵收碳稅,以彌補社會成本,實現公平競爭。但到目前為止,政客們對於如何應對碳排放稅實施可能遭到的抵制並沒有多少興趣。對於很多政客而言,特別是那些所代表的選區擁有很強的石油工業,抵制碳稅是否認全球氣候變化的主要理由。
『陸』 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!
『柒』 納米銀遇水能釋放出銀離子嗎
能的,納米銀常用來殺菌的,所以一定要釋放出銀離子.
一般的銀也可以用來殺菌,納米銀的效果更好!
『捌』 納米銀可以用治理城市污水嗎
可以,有污水專用的納米銀滅菌脫味除臭劑
隨著中國城市化,工業化的加速,造成一系列水污染。這些生活污水和工業廢水中存在著大量生物污染物,如致病細菌,病毒,阿米巴孢囊等。這些細菌不僅具有致癌作用,且很容易引起急性和慢性中毒,更易發生以水為媒介的傳染病,從而造成一系列的間接影響,嚴重威脅人們的生活環境。
河南惠爾納米科技有限公司生產的污水專用納米銀滅菌脫位除臭劑為無機抗菌劑,該產品具有無毒,無味,無刺激,無腐蝕,無揮發等特點,可以光譜強效地殺滅污水中的大量有害菌,病毒,組織其繁殖,發酵產生的代謝物使水質造成污染和發臭。能有效避免生活污水和工業廢水造成的氣味污染。
無機抗菌機理
1、銀可以與病原體細胞代謝酶中的巰基-SH結合,使酶失活,阻斷酶呼吸,從而殺滅微生物。
2、細胞壁反應,可以和病原體的DNA結合,抑制了DNA復制,使病菌失活。
3、具有分裂細胞膜的功能。
產品主要成分:納米銀粒子
產品優勢
高效:在使用少量的抗菌納米粒子時仍能對目標菌顯示出殺滅效果或阻止其發育。
廣譜:對多種微生物都具有抗菌效果。一是對不同種類的微生物--細菌,酵母菌,放線菌,黴菌都有效; 二是對每一類微生物中的多個屬,種的菌有效。
無毒性:屬於新型無機滅菌理念,不會對人體健康產生不良影響,同時不會對大氣,水質,自然環境造成污染。
穩定性好:不會受光,熱,水,酸,鹼等物理化學因素的破壞,不揮發。
作用期長:作用期長達45天
容易使用:單位粒徑小,水溶性好,方便使用。