1、处理受染料工业污染的源水:受染料业污染的水中含有苯环、胺基、偶氮基等致癌物质,常规方法处理水溶性染料的降解效率通常很低。研究发现,用Ti02/Sich体素能够很迅速地降解R.6G染料,而且可以破坏染料分子中的芳香基团,达到完全降解的目的。另有报道称,对于电镀、制革和印染行业废水中的常见污染组分Cr(VI),采用P25 Ti02作为光催化剂,在苯酚、葡萄糖等有机物存在的情况下,能有效地促进其光催化还原,达到C“VD完全被去除的效果。为便于工业应用,把表面涂覆有纳米Ti02膜的玻璃填料充于玻璃反应器内,通过潜水泵使微污染水在反应器内循环进行光催化氧化处理。由于纳米Ti02具有巨大的比表面积,与水中有机物接触更为充分,可将它们最大限度地吸附在其表面,迅速将有机物分解为C02和H20,处理效果优于生物处理和悬浮光催化氧化处理,COD除去率和脱色率均较高。催化剂再生后能连续使用对二氧化钛对三苯基甲烷等染料的光催化降解研究发现除二氧化钛的晶型外,pH值、催化剂浓度及有无氧化剂的存在等因素对降解速率都有一定的影响的研究表明,有Ti02涂层的碳粉对亚甲兰在紫外光下有较高的光催化降解活性,而表面有碳涂层的Ti02 则是很好的重油吸附剂,碳涂层吸附的重油在紫外光作用下被Ti02光催化降解,碳涂层本身也有催化降解作用,而且它能够使Ti02在高温下保持高活性的锐钛矿晶型H81。方世杰、徐明霞和黄卫友等制备了10I吼左右的Ti02颗粒并把它制备为玻璃衬底薄膜进行紫外光光催化降解甲基橙的研究,发现催化剂用量、甲基橙初始量、pH值、光强度等对甲基橙脱色率都有影响。

2、处理受农药污染的源水:目前对有机磷农药污染水处理多用生化法,处理后废水中有机磷质量浓度仍较高。

3、处理含氯代有机物的源水:日本东京大学野口真用纳米Ti02光催化剂与臭氧联合进行水的净化处理。在模拟水处理实验中,以质量浓度为16m∥L的三氯酚的水溶液,分别采用纳米Ti02光催化剂与臭氧联合,单独用光催化剂纳米Ti02和单独用三种方法对其进行处理。纳米Ti02光催化剂与臭氧联合处理2h后,三氯酚的残留质量浓度已为零,效果相当明显。用内表面涂覆纳米Ti02光催化剂的陶瓷圆管处理质量浓度为5.5m∥L苯酚和三氯乙烯水溶液的实验表明,苯酚在1.5h后完全分解,三氯乙烯也在2h内完全分解。

4、处理含表面活性剂的源水:生活污水中含有表面活性剂,易产生异味和泡沫。非离子型和阳离子型表面活性剂会产生有毒或者不溶解的中间体。采用纳米Ti02光催化分解表面活性剂已取得较好效果。虽然表面活性剂中的链烷烃部分采用光催化降解反应还较难完全氧化成C02,但由于苯环被破坏,其毒性大为降低,生成长链烷烃副产物对环境的危害明显减小。

5、处理受污染的地下水源:工农业排放废水渗入地下水中的有机物含量增加,这些有机物易与水处理过程中的氯反应生成致癌性的三卤化物(THM)。据报道,Ti02膜能脱除水中97%的有机卤素化合物,总有机碳(TOC)含量可降低90%以上,并能减少盐分、硬度、重金属和其他污染物,降低颜色深度,脱除大量的可溶性有机物质,减少形成THM的前体物。

6、处理含油污染的源水:对于不溶于且漂浮于水面上的油类污染物的处理,也是近年来人们很关注的一个课题。含油废水中所含的脂肪烃、多环芳烃、有机酸类、酚类等有机物很难降解,使用纳米Ti02利用其光催化解功能,可迅速降解这些有机物。但由于Ti02的密度远大于水,Ti02颗粒将沉于水底,起不到光催化剂作用,并难以回收。上海汇精亚纳米新材料有限公司研究开发的可以漂浮在水面上的纳米复合空心陶瓷微珠彻底解决了这个问题。由此可见二氧化钛粉体在环保中的应用相当广泛且起着重要的作用。

我国粉体工业发展的现状非金属矿物精细粉体和功能性非金属矿物材料是伴随现代科技革命、产业发展、社会进步、人类生活质量的提高和环保意识的普遍觉悟而发展起来的。经过近些年的发展,我国非金属矿加工业已形成相当大的规模。在普通或大众产品方面不仅能基本满足国内市场所需,而且还能大量出口,在国际非金属矿产品粉体市场占有较重要的地位。非金属矿物粉体加工技术的发展及在现代高技术新材料中的广泛应用是以其特有的功能为前提的。因此功能化是非金属矿物粉体的发展方向和粉体加工技术追求的目标。

自改革开放以来,我国的非金属工业虽然取得了很大发展,加工技术也有了很大进步,但仍然面临很多挑战。我国非金属矿深加工产业虽然有了较大的发展,但有些所谓的深加工产品却找不到市场,企业经营很困难,我们每年向国外出口大量的非金属矿产品,有些矿种的出口量居世界第一,但国内相关企业却还须进口深加工产品,有些深加工产品甚至是用我国出口的原料或初加工产品加工后回销的。除了我国企业经济实力、市场营销以及技术开发能力不强等之外,其中一个很重要的原因是我国非金属矿行业往往较多注意资源的开发而忽视产品功能的开发和提升。我们一些企业在开发资源和上项目时,往往不注意认真研究市场、如何从产品功能上满足市场要求、适应相关产业发展的需要,如何通过应用研究挖掘和提升产品的功能和应用性能,如何在加工过程中注意保护生态环境。现代高技术和新材料的发展是对更高的科技含量、较低的环境负荷和更适应社会发展的需要为前提的,非金属矿物粉体和材料也不例外。只有功能明确或突出,能满足相关应用领域技术进步和产业发展要求和环保要求的非金属矿物粉体或深加工产品才可能赢得稳定的市场。因此,未来非金属矿物粉体材料的发展趋势将是交叉、融台矿物学、粉体加工、材料学以及相关应用领域不同学科,合作研究、不断发掘和提升非金属矿物粉体产品的功能和应用性能,促进相关应用领域的技术进步和产业发展。

我们相信:不断完善、充实的粉体技术应用到环境工程学科中来,必将推动环境工程的发展;反过来又为粉体技术的发展应用奠定坚实的基础,也必将拓宽粉体技术的应用领域。同时被称之为2l世纪前沿科学的纳米技术将对环境保护产生深远的影响,有着广泛的应用前景,甚至会改变人们的传统环保观念,利用纳米技术解决污染问题将成为未来环境保护发展的必然趋势。