環(huán)境功能材料研究進(jìn)展與應(yīng)用范文

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【摘要】伴隨社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，環(huán)境問(wèn)題日益突出，已經(jīng)對(duì)人類(lèi)的生存造成了威脅，環(huán)境材料的應(yīng)用引起了大家的重視，但其容易造成二次污染，破壞生態(tài)環(huán)境正常運(yùn)行機(jī)制，加速生態(tài)環(huán)境惡化，因此，找到合適的環(huán)境功能材料替代傳統(tǒng)的環(huán)境材料迫在眉睫。筆者通過(guò)查閱資料，對(duì)環(huán)境功能材料的研究進(jìn)展及應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)述，希望能對(duì)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供參考，為環(huán)境功能材料的研究與探索提供參考。

【關(guān)鍵詞】環(huán)境問(wèn)題；環(huán)境功能材料；可持續(xù)發(fā)展；應(yīng)用研究

1復(fù)合材料

復(fù)合環(huán)境材料指的是通過(guò)一定的工藝將兩種及兩種以上材料進(jìn)行制備，獲得較好的性能，能夠?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境的治理、修復(fù)有一定的促進(jìn)作用，在關(guān)于環(huán)境的復(fù)合材料上，研究較多的主要有聚合物基廢棄物、硅酸鹽基廢棄物、金屬基廢棄物。例如，梁效銘等采用硅藻、氨基丙基三甲氧基硅烷、環(huán)氧氯丙烷等制備了砷離子印跡復(fù)合材料，結(jié)果表明該材料對(duì)砷離子的吸附效果明星，去除率為98%，相對(duì)選擇性系數(shù)大于1.5。黃震等人用煤基復(fù)合材料對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行改性，發(fā)現(xiàn)其能減低作物對(duì)土壤中重金屬的吸收，具有作為重金屬土壤修復(fù)劑的可能性。彭龍貴用硅酸鹽水泥和PMI有機(jī)泡沫為原料制備了復(fù)合材料，結(jié)果表明，通過(guò)處理后的復(fù)合材料具有較好的吸聲效果。復(fù)合物環(huán)境材料雖然對(duì)環(huán)境問(wèn)題有一定的改善作用，但其容易造成二次污，因此，還有很多技術(shù)性的問(wèn)題需要突破。

2催化材料

催化材料在環(huán)境方面的應(yīng)用，主要是加速其對(duì)環(huán)境污染物的降解。游盛楠等通過(guò)對(duì)氧化鉍和溴氧酸鉍進(jìn)行處理，形成異質(zhì)結(jié)，大大提高了其光催化性能，能夠有效降解有機(jī)污染物。張波等采用氧化物、硫化物、功能聚合物等構(gòu)筑異質(zhì)結(jié)構(gòu)功能材料的復(fù)合材料，對(duì)其表面及界面進(jìn)行了特性研究，發(fā)現(xiàn)其能性能互補(bǔ)，并有較強(qiáng)的增強(qiáng)效果。Ranjbari等使用粘貼法把ZnO納米顆粒固定在結(jié)晶聚丙烯板材上，結(jié)果表明這這種方法制作的氧化鋅納米材料在紫外光下大大降解堆肥滲濾液。Malakootian等將ZnO納米粒子用熱分解法固定在石材表面，結(jié)合高級(jí)氧化工藝研究其對(duì)抗生素4-硝基苯胺的降解效果。結(jié)果表明，這種ZnO納米粒子從水溶液中去除有毒污染物的效率較高。催化材料的研究對(duì)環(huán)境治理來(lái)說(shuō)是一個(gè)新的突破口，是比較有研究?jī)r(jià)值的。

3生物質(zhì)環(huán)境材料

生物質(zhì)環(huán)境材料主要是對(duì)生物質(zhì)材料進(jìn)行改性處理，常用生物質(zhì)材料有木材、秸稈、糞便、堅(jiān)果殼等，主要是將生物質(zhì)在缺氧或無(wú)氧環(huán)境下，高溫?zé)崃呀舛茫砻娈a(chǎn)生羥基、羰基等官能團(tuán)，增大其比表面積，提高其對(duì)環(huán)境污染物的吸附能力，研究比較多的是秸稈生物質(zhì)材料。何姣等在一定溫度下對(duì)秸稈材料進(jìn)行熱催化處理，結(jié)果表明，通過(guò)處理后的生物質(zhì)材料有了較高的比表面積，對(duì)亞甲基藍(lán)、碘的吸附能力增強(qiáng)。朱劍飛等通過(guò)對(duì)紫花苜蓿、黑麥草、狼尾草的適應(yīng)能力和富集特征研究,結(jié)果表明,黑麥草對(duì)鉛單一污染土壤的植物修復(fù)具有較強(qiáng)的作用，紫花苜蓿在重金屬Cu單一或Cu-Pb復(fù)合污染土壤的植物修復(fù)中對(duì)重金屬銅和鉛都具有較強(qiáng)的耐性。Lyu等用小麥稈作為原材料采用一定的工藝制備了生物炭-羧甲基纖維素-納米硫化鐵復(fù)合物，研究結(jié)果表明，該復(fù)合物對(duì)六價(jià)鉻Cr有較強(qiáng)的固定作用。降低了Cr對(duì)小麥與蚯蚓的生物有效性，使土壤有機(jī)質(zhì)含量和微生物活性得到了提高。Wang等采用一定的工藝?yán)脽o(wú)水碳酸鈉、秸稈灰基生物炭、生物硅等組成納米復(fù)合材料，結(jié)果表明，該復(fù)合材料對(duì)糞便中As和Cu的釋放與吸附有較好的作用。生物質(zhì)環(huán)境材料在國(guó)內(nèi)外的研究都比較多，但是依然沒(méi)有成熟地運(yùn)用到環(huán)境治理中，還有很多關(guān)鍵的問(wèn)題需要突破，例如在治理環(huán)境問(wèn)題時(shí)帶來(lái)的新的污染等。

4新型能源環(huán)境材料

新型能源環(huán)境材料指的是通過(guò)幾種材料的復(fù)合，或者通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的環(huán)境材料進(jìn)行改性，對(duì)環(huán)境問(wèn)題的修復(fù)與治理有較好的效果，如新型陶瓷材料由于具有使用方便、體積小、重量輕和功耗低等優(yōu)點(diǎn)，作為一種新型的污染控制手段[1]，在航空領(lǐng)域的污染方面的研究及應(yīng)用較多，納米材料由于分子結(jié)構(gòu)性、吸附能力強(qiáng)等在環(huán)境污染治理中的有較多的應(yīng)用。Yan等用Pd對(duì)零價(jià)鐵進(jìn)行摻雜，研究表明附有納米零價(jià)鐵的活性炭的表面活性得到了很大的提高，吸附能力大大增強(qiáng)，與此同時(shí)，通過(guò)添加穩(wěn)定劑提高了零價(jià)鐵的化學(xué)穩(wěn)定性。Ge等用幾種物質(zhì)的聚合物對(duì)四氧化三鐵納米顆粒進(jìn)行改性，研究結(jié)果表明，不僅改善了納米顆粒的分散性，吸附能力也比沒(méi)有改性之前的至少提高一倍。Mallakpour等將特定的功能團(tuán)與鋁連接在一起，改善了鋁氧化物的表面活性，增強(qiáng)了其對(duì)重金屬污染物的吸附能力。Modwi等用一定工藝制備的銅摻雜氧化鋅、改善氧化鋅的表面活性，結(jié)果表明對(duì)重金屬Pb有較強(qiáng)的吸附作用。新型能源材料不管在環(huán)境方面還是其他各個(gè)領(lǐng)域，都得到了大家的親睞，若能找到更多的廉價(jià)的新型能源環(huán)境材料，那么環(huán)境問(wèn)題就能得到更好的改善。

5結(jié)語(yǔ)

環(huán)境功能材料替代傳統(tǒng)的環(huán)境材料勢(shì)在必行，對(duì)其的研究還有很多技術(shù)方面的問(wèn)題需要突破，找到一種或幾種成本較低，性能較好且能集普通環(huán)境材料優(yōu)點(diǎn)于一身的環(huán)境功能材料有著重要的意義。這就需要研究人員從以下幾個(gè)方面努力，一是加強(qiáng)新型環(huán)境功能材料的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究，使其能有效地利用到環(huán)境治理與修復(fù)、人類(lèi)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中，促進(jìn)在生態(tài)環(huán)境優(yōu)良的情況下，經(jīng)濟(jì)高效健康發(fā)展。二是通過(guò)對(duì)環(huán)境功能材料的研究，形成可行的國(guó)家統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用到環(huán)境問(wèn)題的各個(gè)方面。三是環(huán)境功能材料與普通環(huán)境材料有效結(jié)合的有效機(jī)制研究，使其能夠廣泛運(yùn)用到生態(tài)環(huán)境的各個(gè)領(lǐng)域，有效改善目前存在的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，促進(jìn)人與自然和諧共生。

【參考文獻(xiàn)】

[1]院小雪，易忠，李娜，楊東升.分子吸附器在航天器污染控制中的應(yīng)用研究[J].航天器環(huán)境工程，2012.12(29):625-628．

作者：羅飛 何慶文 李干蓉 強(qiáng)小燕 匡飛 田丹 單位：銅仁職業(yè)技術(shù)學(xué)院