神奇的治水利器:石墨烯光催化技術

當今中國,綠水青山上升到國家層面,是擺脫中國陷入中等收入國家陷阱的重大戰略要求。由於我國水系汙染面廣量大,僅城市黑臭水體治理就已經動用了全社會的力量,收效並不明顯,更別提整個水系的治理,加上當前各級政府使用的治理方法大多是傳統方式,為治理而治理,清淤換水、微生物治理成為城市水系消臭的主要手段,年年治年年臭,年年花錢,尾大不掉,問題十分突出。

發達國家以綠色發展為首要目的,人與自然和諧共處,成為全球人才、資金的窪地。中國如要進入發達國家行列,綠色發展已經成為面臨的一道坎,這也是為什麼黨中央如此高度重視環境治理的目的。由於環境治理是負GDP,這意味著要以最小的代價實現環境治理,從經濟的角度來分析,利用太陽能、利用大自然的能力進行環境治理,應該是最經濟的治理路徑,也是最理想的治理方式。

二維結構光催化技術正是在這個特定的歷史時期進入大眾的視野,利用太陽能,將其轉化為淨化能和生物能,喚醒大自然,讓大自然煥發活力,淨化我們多年的汙染,還綠水清水於社會,還魚蝦滿池、浮香滿塘於大眾,光催化技術正在將太陽的能量注入被汙染休眠的水體,以催化的形式打開自然自淨化的大門,宛若神話般的方式,肩負起我國水系治理的重任。那麼光催化技術是如何做到的呢?

神奇的治水利器:石墨烯光催化技術

石墨烯光催化網

自從1905年赫茲發現了半導體光電效應起,直到1972年光催化制氫的發現,科學家才開始將半導體材料應用於環境治理,由於受限於紫外光,光催化技術一直沒能得到主流社會的認可。

2004年,石墨烯在英國被發現,人類開始了二維材料新紀元,這種二維材料以其優異的導電、導熱、超高強度等特點,倍受材料學家的追捧。隨著半導體材料製備的發展,零維半導體材料也進入應用研究範圍。直到2014年的南京,在中國科技開發院江蘇分院的實驗室,當二維石墨烯遇上零維半導體,自組裝的二維結構可見光催化材料誕生了,我們給這種技術起了個名:“異質間高效量子轉移技術”,並將光催化材料負載到PP繩上織成了一張網。2016年8月8日,石墨烯光催化網正式在江蘇江陰祝塘瑰寶河試驗,江陰、錫山兩地政府主要領導見證了這個歷史性的事件。從此,這張神奇的網高頻率出現在大陸、香港眾多的知名媒體上,也得到了中國環境科學研究院的高度關注,經過他們1個多月的測試,2016年12月,中國環境科學學會在江陰專門為這張網進行了國家級鑑定,中國綠色發展聯盟也簽約將其作為重點推廣技術。《科技日報》在2016年12月19日報眼位置進行了報道。

為什麼這張網有如此神奇的力量,還得了解它的原理:當太陽光照射到光催化網上時,網上負載的光催化材料會產生光生載流子和光生空穴,產生氧化還原反應,淨化水質,能夠將黑水變為綠水,適合微生物的生長。特別之處是二維結構光催化材料還能夠分解水製氧,原子態的氧,是生命的重要組成部分。就是這種原子態的氧,喚醒了水體淤泥中的微生物、昆蟲、水生動物,不經意間,一潭死水變成了富含複雜生命體的健康水體,光催化產氧技術讓大自然加入了黑臭水體治理大軍,光催化只是打開了大自然自淨化的大門。

神奇的治水利器:石墨烯光催化技術

石墨烯光催化技術治理原理1

光催化自然淨化法應運而生,這是一種以生態修復為特徵的水體治理技術,不僅可以治理相對靜態的支流,而且也可以治理湖泊、海灣等大型水體,淨化水質,恢復水體生物多樣性,改善水底生態環境,重構生態,尤其可以解決困惑多年的藍藻難題,還太湖、滇池等大型湖泊的優質生態,讓中國徹底擺脫水系汙染的困境,實現水綠的宏偉目標。

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