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上海交大成功研发新型量子点吸附剂为治污带来新希望

  中国经济网上海6月4日讯(记者吴凯 王剑锋)世界环境日来临之际,记者从上海交通大学获悉,该校环境科学与工程学院特别研究员李良团队自主研发的新型铝基/铁基量子点吸附剂在水中重金属处理方面取得较好的进展,有效解决了吸附速率和容量的问题,成为应对水体突发重金属污染和工厂常规污水排放的双重克星。

  李良教授介绍说,伴随现代工业化进程的迅猛发展,近年来水污染事件层出不穷,水资源污染事件的频发引起了人们对于水污染治理的高度关注,对重金属污染的有效治理也提出了更为严峻地考验。这类看不见、摸不到的物质如何去除?多位业内人士表示,当务之急是控制源头污染。然而对于企业而言,现有工业废水处理环节复杂且成本非常高,部分企业污染处理积极性不高,甚至宁愿以罚代处。目前国内产业化的重金属吸附材料主要为活性炭、高分子凝胶或离子交换树脂等,前两者利用大的表面积进行物理吸附,存在去除率低,吸附容量小等缺点;而后者处理成本较高,一般用于深度水处理。如何找到一种既快速高效、成本低廉且易操作的重金属吸附剂,成为一道亟需解决的难题。随着一种新型“量子点吸附”的问世,这一难题有望得到解决。

  李良教授表示,根据我国水体重金属污染严重的实际现状和问题,我们提出了这样的设想:是否可以利用量子点高效的离子交换性能,制备一种基于量子点的重金属吸附剂,这种技术可以进行重金属污水处理,实现重金属的快速去除分离,有效避免重金属污染事故的发生?基于此,我们将研究方向锁定在新型量子点重金属吸附的制备和应用上,自主研发出基于无毒量子点的铝基吸附剂。“升级版”的磁性量子点吸附剂在保持原有吸附剂吸附容量的前提下,可以利用其超顺磁性进行高效的分离回收,从而有效解决了水污染处理中难于分离沉淀的问题。

  功能如此强大的新型吸附剂会不会价格不菲呢?记者进一步了解到,目前,国内工厂废水治理常采用复杂的工艺流程,需大量絮凝剂或吸附剂,在后续处理中产生污泥残渣,且运行成本较高。若以量子点吸附剂用于污水重金属的处理,一套日处理废水量为10吨的污水处理设备,以铅浓度为50 mg/L为例,设备运行过程中仅需300 g(理论计算量为250 g)就可保证出水重金属的达标排放。虽然量子点吸附剂价格较普通吸附材料稍高,但其吸附容量是普通吸附剂的数十倍,用量极少,综合运行成本依然具有非常大的优势。

  据了解,目前,该研究已申请五项中国专利,正进行量子点吸附剂的规模化扩大生产研究。

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