纳米科技与材料ppt课件

,Loading,.,.,.,文档整理 。 参看资料 百度文库 百 素材搭配 。 度知道 谷歌 上课内容 即刻图库 最终校对 。 编写平台 微软系统,文档收集 。 整体规划 。 图片收集 。 PPT制作 。 人员安排 。 课堂演讲 。,纳米材料与环保,。 。 。 。 。,一、纳米材料废水治理 二、纳米材料气体净化 三、纳米材料固体垃圾处理,纳米材料在环保领域的应用,随着纳米技术的发展，纳米材料对各个领域都有不同程度的影响与渗透，特别是纳米材料在环境保护方面的应用，给我国乃至全世界在治理环境污染方面带来了新的契机。近年来，随着人们环保意识的增强，对生活的环境的要求越来越高，这就对现存的环保技术提出了更高的要求。随着纳米技术的悄然崛起与发展，人们利用资源与保护环境的能力也得到拓展，纳米技术的出现为环保技术的进步和发展提供了新的机遇。 纳米技术与环境保护和环境治理的有机结合，有助于许多环保问题的解决，诸如污水处理，大气污染，城市垃圾等问题的解决。鉴于此，随着人们对纳米技术的研究的深入，其在环保领域的应用越来越广泛。,黑色的水也可以直接往水库里排放吗？,可以用铲子挖起来的水,这是什么水？还有乳白色的水吗？,这水质真好，还是“纯”的纯黑！,纳米材料治理废水,原理：在紫外光照射下，纳米TiO2表面会产生氧化能力极强的羟基自由基(OH)，使水中 的有机污染物氧化降解为无害的CO2和水。,含油废水处理,氯代有机物废水处理,毛纺染整废水处理,有机磷农药废水处理,纳米TiO2光催化氧化技术,环保,纳米,特点,纳滤(米)膜技术,能截留分子量大于100的有机物以及多价离子，允许小分子有机物和单 价离子透过； 可在高温、酸、碱等苛刻条件下运行，耐污染； 运行压力低，膜通量高，装置 运行费用低； 可以和其他污水处理过程相结合以进一步降低费用和提高处理效果。在水处理 中，NF膜主要用于含溶剂废水的处理，能有效地去除水中的色度、硬度和异味。NF膜以其 特殊的分离性能已成功地应用于制糖、制浆造纸、电镀、机械加工以及化工反应催化剂的回 收等行业的废水处理。,应用前景,NF膜对水中分子量为几百的有机小分子具有分离性能，对色度、硬度和异味有很好的去除 能力，并且操作压力低，水通量大，因而将在水处理领域发挥巨大的作用。目前，在NF膜 的制备、表征和分离机理方面，还有大量的技术问题需要解决，尚需要开发廉价而性能优良 的膜，并能提供给用户各种准确的膜性能参数，这些都是纳滤技术在废水处理及其他应用中的关键。,三、“Z氏法”污水治理高新技术,纳米超高效水处理剂，具有传统水处理剂无法相比的污水净化效果，同时药剂费用低、应用范围广、使用方便。 在超高效净化器内，污水与净水剂在极短时间内得以充分混凝，使污水在设备里充分曝气，提高污泥沉淀效率，从而取代大容积的污泥沉降池，既节约了空间又缩短了流程。该工艺彻底摆脱了生物氧化控制，排入十分稳定。同时，通过一系列的特定化学过程去除或稳定污泥中的有害物质，并在此基础上向污泥中补充氮、磷、钾来平衡肥份，利用生态肥料技术实现污泥的无害化和资源化。,“Z氏法”污水治理高新技术充分运用了21世纪的新型材料纳米材料。 由湖南智能达有限公司研制成功的“Z氏法”技术，成功地将纳米技术应用于环保领域。其核心技术是通过将先进的纳米材料对通用的污水处理净水剂、絮凝剂和杀菌消毒剂加以物化改性，从而形成多元复合新型高效水处理剂。配合设计新颖且简便实用的成套污水处理净化器和沉降器等设备，它可广泛应用于城市污水治理和各类工业废水治理领域。,“Z氏法”污水治理技术从新型材料的应用、专用设备的设计、治理工艺的创新到污泥的综合利用，都给污水治理技术带来了深刻的变革，将为我国开创出一个高效、低耗、低投入的污水治理局面 。,在河边设置两台“纳米气泡发生器”，在河边设置六台推流器，两者相连。通过河水的流动，把通过“纳米气泡发生器”里的水转换成一个个纳米级的小水泡，在水中扩散，进而对河内污染物进行降解。跟一般的毫米级与微米级气泡在水里只能保持几分钟不同，纳米级气泡能保持几个月。,四、纳米气泡发生器治理河中的污水,空气污染,空气污染,看得见的环境污染,未来，我们还看得到蓝天吗？,现代工业的发展在为人类创造巨大财富的同时给生态环境带来严重的污染。工业生产中使用的气体燃料和在生产过程中产生的气体的数量和种类越来越多，这些有毒性气体和可燃气体污染环境，一旦发生爆炸和火灾，将危及人的人身和财产安全。工业生产中使用的汽油、柴油以及作为汽车燃料的汽油和柴油等含有硫的化合物在燃烧时会产生SO2气体，空气中超标的二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）和氮氧化物对人类身体健康有害。 处理大气污染是亟待解决的问题，开发替代燃料或研究用于控制和减少汽车尾气对大气污染的材料，对保护环境具有重要的意义.,纳米材料在气体净化方面的应用,纳米材料在处理空气污染方面有广阔应用前景的原因及作用,原因： 1、纳米材料具有较小的颗粒尺寸 2、纳米微粒表面形态随着粒径的减小，表面光滑程度变差，形成了凹凸不平的原子台阶,作用： 1、提高反应速度，增加反应率 2、决定反应路径 3、降低反应温度,近年来，利用纳米光催化技术从空气中清除气态污染物是日益受到重视的新型污染治理新技术，它具有多种优点而受到人们的广泛关注。,光催化技术的发展概况,1972年Fujishima和Honda在n-型半导体TiO2电极上发现了水的光催化分解作用，揭开了光催化技术研究的序幕。 1976年Garey用TiO2光催化剂脱除了多氯联苯中的氯，1977年Frank光催化氧化CN-为OCN-，光催化技术在环保方面的应用研究开始启动。 近几十年来，半导体光催化剂是在环保、卫生保健等方面的应用研究发展迅速，纳米光催化成为国际上最活跃的研究领域之一。,1、量子效应 当半导体粒径小于某一纳米尺寸时，导带和价带间的能隙变宽，光生电子和空穴的能量增加，氧化还原能力增强 2、表面积效应 随着粒子尺寸减小到纳米级，光催化剂的比表面积大大增加，对底物的吸附能力增强 3、载流子扩散效应 粒径越小，光生电子从晶体扩散到表面的时间越短，电子和空穴的复合几率减小，光催化效率提高,光催化剂的纳米尺寸效应,光催化活性高（吸收紫外光性能强；禁带和导带之间的能隙大，光生电子和空穴的还原性和氧化性强） 化学性质稳定（耐酸碱和光化学腐蚀），对生物无毒 在可见光区无吸收，可制成白色块料或透明薄膜 原料来源丰富,TiO2光催化材料的特性,纳米光催化材料的优点,纳米材料光催化环境治理技术的优点：在常温下对各种有机和无机污染物进行分解，能耗低、无二次污染，适合于室内污染空气中有害污染物的分解。,纳米TiO2光催化技术的不足 1、光致电子和空穴对转以上速度慢，复合率高，导致光催化量子效率低 2、只能用紫外光活化，太阳光利用率低 3、粉末状二氧化钛在使用过程中存在分离、回收困难等问题,纳米技术与纳米材料在大气污染中的具体应用,1. 用作石油脱硫催化剂 工业用及车用燃料油是最大的SO2污染源，降低燃料中 硫含量，那么有害气体SO2产生的源头就能被截断。纳米材料 在脱硫工艺中提高脱硫效率方面发挥重要作用。 纳米钛酸钴是一种非常好的石油脱硫催化剂。据报道，以半 径为5570nm的钛酸钴合成的催化活体，以多孔硅胶或以Al2O3陶 瓷作为载体的催化剂，其催化效率极高。可以解决汽油、柴油 等燃烧产生的大气污染问题。,二、用作汽车尾气净化催化剂 复合稀土化合物的纳米级粉体是一种新型汽车尾气净化催化剂。它的应用可以彻底解决汽车尾气中一氧化碳和氮氧化物的污染问题。 以活性炭作为载体，纳米Zr0.5Ce0.5O2粉体为催化活性体的汽车尾气净化催化剂，由于其表面存在Zr4+/Zr3+及Ce4+/Ce3+，电子可以在其三价和四价离子之间传递，因此具有极强的电子得失能力和氧化还原性，在氧化一氧化碳同时还原氮氧化物，使其转化成对人体和环境无害的CO2和N2,三、用作纳米燃油添加剂 纳米技术为燃油添加剂市场开辟了新的机遇。 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。 采用创新的纳米微乳化技术生产的新一代多用途燃油添加剂，可以全面解决辛烷值强化剂、清净剂和节油添加剂所要解决的问题，还可以整体改善发动机性能，是一种具有全新概念的具有综合性能的第四代环保型燃油添加剂。,颗粒型环保催化剂是采用活性氧化铝颗粒球为载体，以纳米材料过渡金属为主要活性成份，用高分散率均匀分布的方法制备而成，是一种新型高效的各类工业废气净化整体式催化剂。适用于处理含一氧化碳、烃类及其含氧衍生物的工业废气。,有机废气催化剂,香烟烟雾监测报警仪,将产品安置于蹲位和小便池 上方，并且把各个探测点进行联机，通过控制单元驱动室外的警示装置，实现内外监测同时报警方式。此产品可效对吸烟状态进行监控和预警。,看得见的环境污染,白色垃圾，无处不在！,纳米技术在处理固体垃圾方面是最有希望、最有前途的一个领域，近20年来研究很多，发表论文也很多。纳米TiO2作为光催化剂，在环保领域中的应用是当前研究的一个重点和热门课题，并已取得相当成绩。其所以备受重视，是因为利用它治理污染，具有能耗低，操作简便，反应条件温和，无二次污染等优点，能有效地将各种废水中的几乎所有有机和无机污染物氧化，降解为CO2,H2O,PO4等无机小分子，达到完全无机化，并使重金属离子还原沉积无毒化，从而消除污染之目的。纳米TiO2用于废气处理，可使工业废气脱硝、脱硫和使CO转化为无害的N2、CO2、H2O等，可制造环保用废气转换器。例如，用纳米TiO2从H2S中除去硫的量比用传统TiO2（非纳米级）增加近5 倍。,三、纳米材料固体垃圾处理,白色污染也遭遇“纳米”的有力挑战，将可降解的淀粉和不可降解的塑料通过超微粉设备粉碎至“纳米级”后，进行物理共混改性。用这种新型原料，可生产出100%降解的农用地膜，一次性餐具，各种包装袋等类似产品。农用地膜经45年的大田试验表明：1090天内，淀粉完全降解为水和二氧化碳，塑料则变成对土壤和空气无害的细小颗粒，