環境功能材料研究進展與應用范文

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【摘要】伴隨社會的發展與進步，環境問題日益突出，已經對人類的生存造成了威脅，環境材料的應用引起了大家的重視，但其容易造成二次污染，破壞生態環境正常運行機制，加速生態環境惡化，因此，找到合適的環境功能材料替代傳統的環境材料迫在眉睫。筆者通過查閱資料，對環境功能材料的研究進展及應用進行簡述，希望能對生態環境的可持續發展提供參考，為環境功能材料的研究與探索提供參考。

【關鍵詞】環境問題；環境功能材料；可持續發展；應用研究

1復合材料

復合環境材料指的是通過一定的工藝將兩種及兩種以上材料進行制備，獲得較好的性能，能夠對生態環境的治理、修復有一定的促進作用，在關于環境的復合材料上，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、環氧氯丙烷等制備了砷離子印跡復合材料，結果表明該材料對砷離子的吸附效果明星，去除率為98%，相對選擇性系數大于1.5。黃震等人用煤基復合材料對土壤中的重金屬進行改性，發現其能減低作物對土壤中重金屬的吸收，具有作為重金屬土壤修復劑的可能性。彭龍貴用硅酸鹽水泥和PMI有機泡沫為原料制備了復合材料，結果表明，通過處理后的復合材料具有較好的吸聲效果。復合物環境材料雖然對環境問題有一定的改善作用，但其容易造成二次污，因此，還有很多技術性的問題需要突破。

2催化材料

催化材料在環境方面的應用，主要是加速其對環境污染物的降解。游盛楠等通過對氧化鉍和溴氧酸鉍進行處理，形成異質結，大大提高了其光催化性能，能夠有效降解有機污染物。張波等采用氧化物、硫化物、功能聚合物等構筑異質結構功能材料的復合材料，對其表面及界面進行了特性研究，發現其能性能互補，并有較強的增強效果。Ranjbari等使用粘貼法把ZnO納米顆粒固定在結晶聚丙烯板材上，結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，結合高級氧化工藝研究其對抗生素4-硝基苯胺的降解效果。結果表明，這種ZnO納米粒子從水溶液中去除有毒污染物的效率較高。催化材料的研究對環境治理來說是一個新的突破口，是比較有研究價值的。

3生物質環境材料

生物質環境材料主要是對生物質材料進行改性處理，常用生物質材料有木材、秸稈、糞便、堅果殼等，主要是將生物質在缺氧或無氧環境下，高溫熱裂解而得，表面產生羥基、羰基等官能團，增大其比表面積，提高其對環境污染物的吸附能力，研究比較多的是秸稈生物質材料。何姣等在一定溫度下對秸稈材料進行熱催化處理，結果表明，通過處理后的生物質材料有了較高的比表面積，對亞甲基藍、碘的吸附能力增強。朱劍飛等通過對紫花苜蓿、黑麥草、狼尾草的適應能力和富集特征研究,結果表明,黑麥草對鉛單一污染土壤的植物修復具有較強的作用，紫花苜蓿在重金屬Cu單一或Cu-Pb復合污染土壤的植物修復中對重金屬銅和鉛都具有較強的耐性。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-納米硫化鐵復合物，研究結果表明，該復合物對六價鉻Cr有較強的固定作用。降低了Cr對小麥與蚯蚓的生物有效性，使土壤有機質含量和微生物活性得到了提高。Wang等采用一定的工藝利用無水碳酸鈉、秸稈灰基生物炭、生物硅等組成納米復合材料，結果表明，該復合材料對糞便中As和Cu的釋放與吸附有較好的作用。生物質環境材料在國內外的研究都比較多，但是依然沒有成熟地運用到環境治理中，還有很多關鍵的問題需要突破，例如在治理環境問題時帶來的新的污染等。

4新型能源環境材料

新型能源環境材料指的是通過幾種材料的復合，或者通過對傳統的環境材料進行改性，對環境問題的修復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點，作為一種新型的污染控制手段[1]，在航空領域的污染方面的研究及應用較多，納米材料由于分子結構性、吸附能力強等在環境污染治理中的有較多的應用。Yan等用Pd對零價鐵進行摻雜，研究表明附有納米零價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，與此同時，通過添加穩定劑提高了零價鐵的化學穩定性。Ge等用幾種物質的聚合物對四氧化三鐵納米顆粒進行改性，研究結果表明，不僅改善了納米顆粒的分散性，吸附能力也比沒有改性之前的至少提高一倍。Mallakpour等將特定的功能團與鋁連接在一起，改善了鋁氧化物的表面活性，增強了其對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，結果表明對重金屬Pb有較強的吸附作用。新型能源材料不管在環境方面還是其他各個領域，都得到了大家的親睞，若能找到更多的廉價的新型能源環境材料，那么環境問題就能得到更好的改善。

5結語

環境功能材料替代傳統的環境材料勢在必行，對其的研究還有很多技術方面的問題需要突破，找到一種或幾種成本較低，性能較好且能集普通環境材料優點于一身的環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方面努力，一是加強新型環境功能材料的基礎研究與應用研究，使其能有效地利用到環境治理與修復、人類經濟可持續發展中，促進在生態環境優良的情況下，經濟高效健康發展。二是通過對環境功能材料的研究，形成可行的國家統一的標準，運用到環境問題的各個方面。三是環境功能材料與普通環境材料有效結合的有效機制研究，使其能夠廣泛運用到生態環境的各個領域，有效改善目前存在的生態環境問題，促進人與自然和諧共生。

【參考文獻】

[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用研究[J].航天器環境工程，2012.12(29):625-628．

作者：羅飛 何慶文 李干蓉 強小燕 匡飛 田丹 單位：銅仁職業技術學院