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我國研發石墨烯治污新材料，可有效助力改善水質
2018年05月25日 15:00:49
來源：中國化工儀器網 點擊量：7671
石墨烯是僅由單個碳原子層組成的蜂窩狀材料。由于其獨特的晶格與能帶結構，石墨烯中的載流子沒有靜止質量，運動速度大小固定，只能改變方向。它們的行為遵從狄拉克相對論性量子力學方程，故此也稱為無質量狄拉克費米子。
【中國化工儀器網 本網視點】石墨烯是僅由單個碳原子層組成的蜂窩狀材料。由于其獨特的晶格與能帶結構，石墨烯中的載流子沒有靜止質量，運動速度大小固定，只能改變方向。它們的行為遵從狄拉克相對論性量子力學方程，故此也稱為無質量狄拉克費米子。
石墨烯作為我國前沿新材料的重點發展領域，是我國加快推進新一輪技術革命的重要抓手。自發現以來，石墨烯的特殊性質、及其引發的許多新奇有趣的現象一直是前沿科學研究的焦點，石墨烯的相關材料應用是其中的重要一環。隨著石墨烯產業的發展以及制備技術的成熟，為石墨烯傳感器的發展插上了騰飛“翅膀”。石墨烯產業投資活躍，應用創新成果“遍地開花”。
近日，中科院上海硅酸鹽研究所研究員黃富強帶領的團隊近日成功研發出治污新材料，光照2周內，可明顯改善水質，幫助污水變清。相關成果今年初獲“國家自然科學獎”二等獎，現已在上海、安徽、江蘇等地成功示范。據介紹，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+光化學催化降解”。三維石墨烯管負責牢牢“抓住”有毒有機物，黑色二氧化鈦作為光催化劑，可吸收高達95%的全太陽光譜，把有毒有機物降解為二氧化碳和水。
過去一個月，團隊在上海、安徽、江蘇等地共鋪設新材料光降解吸附網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鋪在湖面后，不動水底淤泥，吸附網就能將有機物分解為二氧化碳和水，進而提高水體含氧量，增強水體自凈化和生態修復能力。上海輕工業環境保護技術研究所檢測中心和江蘇省環境科學研究院環境工程重點實驗室的檢測結果顯示，治理僅7天后，化學需氧量、氨氮、總磷等代表性指標均從劣五類水改善至五類水以上。
據介紹，新材料還可降解印染廢水、制革廢水等工業污水，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驗室，實現規模化制備。
石墨烯是“十三五” 新材料規劃的重點扶持行業。可以說，石墨烯的每一次突破式進展對我國新材料的發展都是一劑強心劑。隨著地方政府的積極介入，產業顯現出良性發展的態勢。在石墨烯的材質和與其他技術的融匯中都有了非常大的進步，相信在未來，石墨烯一定還會有更多的發展空間。
未來，充分借助地方政策、稅收優惠以及資金支持，石墨烯產業化發展有望加速。如何打通石墨烯科研成果轉化的“后一公里”，業內企業可謂扮演著重要的角色。不夸大捧吹，不人云亦云，在產業百億的掘金潮下，相關企業則需用實力說話，不忘初心，攻堅克難。
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