石墨烯光催化技術(shù)解決環(huán)境問題

石墨烯光催化技術(shù)解決環(huán)境問題

江陰，10月27日，《科技日報》（郭忠江書明）10月27日，記者從江蘇蓋姆科技公司與常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院聯(lián)合舉辦的石墨烯光催化材料研發(fā)與應(yīng)用會議上獲悉，今年R、江蘇蓋姆公司自主開發(fā)的石墨烯光催化網(wǎng)絡(luò)對西安、廣州等地的黑臭水進行了降解，隨著溶解氧含量的增加，污染物能迅速將河流沉積物中的生態(tài)環(huán)境恢復(fù)到沉積物中，重建水生態(tài)系統(tǒng)。在保留河流沉積物（原生生物種質(zhì)源）的基礎(chǔ)上恢復(fù)其自凈能力，為我國城市水治理開辟了新的途徑。

常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院副院長周勇告訴記者，近年來，中國政府高度重視環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實施和頒布了新的環(huán)境保護法和水環(huán)境保護政策。針對我國廢水排放總量和工業(yè)廢水的處理，為了防治水污染，保護和改善環(huán)境，保障飲用水安全，促進經(jīng)濟社會的全面結(jié)合，為了調(diào)整可持續(xù)發(fā)展，我國的《工業(yè)廢水處理法》規(guī)定《中華人民共和國水污染防治法》已經(jīng)修改通過。同時，先后頒布了《大氣污染防治法》10條、《水污染防治法》10條（即《水污染防治法》）。工業(yè)和城市污水處理執(zhí)行了更高的排放標準。

目前，據(jù)監(jiān)測統(tǒng)計，工業(yè)污水排放量占全國污水排放量的三分之一，特別是目前城市黑臭水的處理主要采用截污、非點源治理、淤泥疏浚、人工富氧等傳統(tǒng)技術(shù)。淡水供應(yīng)不僅消耗了大量的財力和人力資源，而且難以根除黑臭水，必須采用新的水控制技術(shù)來解決這一問題。

20納米以下的超順磁性納米材料具有廣闊的應(yīng)用前景，其中20納米以下的金屬納米二氧化鈦材料可用于環(huán)境保護、黑河治理、惡臭河流治理等領(lǐng)域，也可制成空氣凈化材料，為家庭和家庭制作窗簾。江蘇蓋姆科技納米材料科技有限公司董事長沈漢松說。

記者了解到，江蘇蓋姆科技公司是一家由海歸博士和M.A.創(chuàng)辦的科技企業(yè)，主要從事石墨烯新材料下游產(chǎn)品的應(yīng)用和開發(fā)，自2016年以來，由于氧化后的納米金屬材料大部分仍在實驗室中。創(chuàng)新階段，依托已成立的國際科研團隊，重點組織磁性納米晶研究，加快20納米以下金屬納米材料的制備。

石墨烯應(yīng)用產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長趙蒙博士介紹了磁性納米材料可用于醫(yī)藥、制藥、環(huán)保、生物技術(shù)、微波吸附、催化劑和傳感領(lǐng)域，特別是在外磁可控運動領(lǐng)域。TiC領(lǐng)域是當(dāng)今世界材料科學(xué)和化學(xué)研究的熱點，但為了開辟可應(yīng)用于黑臭水處理的石墨烯光催化網(wǎng)絡(luò)，第一步是開發(fā)20納米以下的金屬納米材料。

常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院制藥與環(huán)境工程博士齊秀秀告訴記者，要實現(xiàn)10納米以下金屬納米材料的大規(guī)模生產(chǎn)是非常困難的，目前世界上在10納米以下金屬材料的制備中存在著許多問題，如生產(chǎn)周期長，成本高，產(chǎn)品純度難以保證，后處理麻煩。

在過去的三年里，江蘇蓋姆有限公司一直致力于這個全球性的問題。通過與國內(nèi)研究機構(gòu)的合作，經(jīng)過多年的反復(fù)試驗和技術(shù)研究，在世界范圍內(nèi)創(chuàng)造了一種工藝氧化法。去年，該公司率先在世界范圍內(nèi)成功地生產(chǎn)了10納米以下的金屬納米材料，引起了國際工業(yè)界的極大關(guān)注。

有關(guān)專家介紹，應(yīng)用工藝氧化法生產(chǎn)，不僅成本低，批量大，更重要的是純度高。研制出的10納米以下金屬納米材料顯影劑，不僅粒徑小，而且對人體有害。同時，由于其超順磁性，它會與藥物結(jié)塊，可作為靶向藥物的載體，目前正在試點醫(yī)院進行試驗和應(yīng)用。下一步，它將擴展到更多的醫(yī)院和制藥廠。

值得一提的是，江蘇蓋姆科技公司在解決重大科研問題時，并不是閉門造車，而是在加快引進高層次創(chuàng)新人才的同時，與上海理工大學(xué)等科研院所建立產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系。東南大學(xué)電子材料研究所、中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)研究所、常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，針對發(fā)展過程中的基本理論和技術(shù)問題，以及推廣和應(yīng)用風(fēng)扇等，共同確定各種研發(fā)頂尖并實施跨境聯(lián)合研發(fā)。

今年，為了加快10納米以下金屬納米二氧化鈦材料的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，搶占國際環(huán)保市場，江蘇蓋姆投資3000多萬元在江陰建立生產(chǎn)基地，目前已建成年產(chǎn)300萬平方米的第一條生產(chǎn)線。UARE儀表已正式投產(chǎn)，預(yù)計投產(chǎn)后將增加3億元左右的產(chǎn)值。

江蘇蓋姆科技有限公司在石墨烯中摻入10納米以下的金屬納米二氧化鈦材料，制成漁網(wǎng)等光催化網(wǎng)，已應(yīng)用于我國黑臭河水的處理，將光催化網(wǎng)置于水中，只要有可見光，就有助于分解水中的有機物，使水體恢復(fù)自凈能力，10納米以下的金屬納米材料覆蓋范圍廣泛，包括納米氧化鐵、金氧化物、氧化鋁、鈦氧化物等納米金屬氧化物。雖然制備工藝成熟，但也具備工業(yè)化生產(chǎn)的條件，目前雖有應(yīng)用，但應(yīng)用領(lǐng)域仍較窄。

此外，江蘇蓋姆科技有限公司還開發(fā)了擴展產(chǎn)品，如石墨烯基光催化空氣凈化材料，可有效去除室內(nèi)甲醛及其他有害物質(zhì)用作窗簾。常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院的初步試驗表明，它對去除室內(nèi)甲醛有明顯的效果。

沈漢松表示，我們也希望更多的國內(nèi)研究機構(gòu)和相關(guān)企業(yè)共同關(guān)注金屬納米材料下游產(chǎn)品的應(yīng)用研究，使先進技術(shù)得到更廣泛的推廣和應(yīng)用，目前，從跨境應(yīng)用的角度來看，還存在著l為造福人類社會，需要通過合作創(chuàng)新解決的一些技術(shù)問題。（攝影：余磊）

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