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我國研發(fā)石墨烯治污新材料，可有效助力改善水質(zhì)
2018年05月25日 15:00:49
來源：中國化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：7629
石墨烯是僅由單個(gè)碳原子層組成的蜂窩狀材料。由于其獨(dú)特的晶格與能帶結(jié)構(gòu)，石墨烯中的載流子沒有靜止質(zhì)量，運(yùn)動(dòng)速度大小固定，只能改變方向。它們的行為遵從狄拉克相對(duì)論性量子力學(xué)方程，故此也稱為無質(zhì)量狄拉克費(fèi)米子。
【中國化工儀器網(wǎng) 本網(wǎng)視點(diǎn)】石墨烯是僅由單個(gè)碳原子層組成的蜂窩狀材料。由于其獨(dú)特的晶格與能帶結(jié)構(gòu)，石墨烯中的載流子沒有靜止質(zhì)量，運(yùn)動(dòng)速度大小固定，只能改變方向。它們的行為遵從狄拉克相對(duì)論性量子力學(xué)方程，故此也稱為無質(zhì)量狄拉克費(fèi)米子。
石墨烯作為我國前沿新材料的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，是我國加快推進(jìn)新一輪技術(shù)革命的重要抓手。自發(fā)現(xiàn)以來，石墨烯的特殊性質(zhì)、及其引發(fā)的許多新奇有趣的現(xiàn)象一直是前沿科學(xué)研究的焦點(diǎn)，石墨烯的相關(guān)材料應(yīng)用是其中的重要一環(huán)。隨著石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及制備技術(shù)的成熟，為石墨烯傳感器的發(fā)展插上了騰飛“翅膀”。石墨烯產(chǎn)業(yè)投資活躍，應(yīng)用創(chuàng)新成果“遍地開花”。
近日，中科院上海硅酸鹽研究所研究員黃富強(qiáng)帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)近日成功研發(fā)出治污新材料，光照2周內(nèi)，可明顯改善水質(zhì)，幫助污水變清。相關(guān)成果今年初獲“國家自然科學(xué)獎(jiǎng)”二等獎(jiǎng)，現(xiàn)已在上海、安徽、江蘇等地成功示范。據(jù)介紹，新材料由三維石墨烯管和黑色二氧化鈦混合而成，其原理是“物理吸附+光化學(xué)催化降解”。三維石墨烯管負(fù)責(zé)牢牢“抓住”有毒有機(jī)物，黑色二氧化鈦?zhàn)鳛楣獯呋瘎?，可吸收高達(dá)95%的全太陽光譜，把有毒有機(jī)物降解為二氧化碳和水。
過去一個(gè)月，團(tuán)隊(duì)在上海、安徽、江蘇等地共鋪設(shè)新材料光降解吸附網(wǎng)3000多張，覆蓋水域近4萬平方米。在上海天山公園和中山公園，周圍居民反映，湖底淤泥深厚，氣味腥臭，湖面常有死魚漂浮。將涂覆有新材料的光降解吸附網(wǎng)鋪在湖面后，不動(dòng)水底淤泥，吸附網(wǎng)就能將有機(jī)物分解為二氧化碳和水，進(jìn)而提高水體含氧量，增強(qiáng)水體自凈化和生態(tài)修復(fù)能力。上海輕工業(yè)環(huán)境保護(hù)技術(shù)研究所檢測(cè)中心和江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)結(jié)果顯示，治理僅7天后，化學(xué)需氧量、氨氮、總磷等代表性指標(biāo)均從劣五類水改善至五類水以上。
據(jù)介紹，新材料還可降解印染廢水、制革廢水等工業(yè)污水，吸附其中有毒重金屬，添加1克多孔新材料可吸附1.476克鉛離子，簡(jiǎn)單酸化處理后，可被加工成高附加值材料。目前該成果已走出實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；苽?。
石墨烯是“十三五” 新材料規(guī)劃的重點(diǎn)扶持行業(yè)?？梢哉f，石墨烯的每一次突破式進(jìn)展對(duì)我國新材料的發(fā)展都是一劑強(qiáng)心劑。隨著地方政府的積極介入，產(chǎn)業(yè)顯現(xiàn)出良性發(fā)展的態(tài)勢(shì)。在石墨烯的材質(zhì)和與其他技術(shù)的融匯中都有了非常大的進(jìn)步，相信在未來，石墨烯一定還會(huì)有更多的發(fā)展空間。
未來，充分借助地方政策、稅收優(yōu)惠以及資金支持，石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有望加速。如何打通石墨烯科研成果轉(zhuǎn)化的“后一公里”，業(yè)內(nèi)企業(yè)可謂扮演著重要的角色。不夸大捧吹，不人云亦云，在產(chǎn)業(yè)百億的掘金潮下，相關(guān)企業(yè)則需用實(shí)力說話，不忘初心，攻堅(jiān)克難。
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