試管中的粉末狀物質為朱興旺團隊研發(fā)的全光譜響應氮碳光催化材料。王振興攝
4月18日，科技日報記者從揚州大學獲悉，該校環(huán)境科學與工程學院朱興旺博士團隊經過5年攻關，研制出一種全光譜響應氮碳光催化材料，可實現(xiàn)水體污染治理全程零碳凈化，與傳統(tǒng)催化劑相比，其整體效率提升13.6倍，并已具備產業(yè)級制備條件。相關研究成果已發(fā)表于《材料化學A》《應用表面科學》等國際學術期刊，并已申請兩項發(fā)明專利。
朱興旺介紹，隨著城市化進程加快，不僅生活污水排放嚴重污染了城市水體，有機污染物的大量使用也導致水體環(huán)境污染加劇，城市水網黑臭現(xiàn)象屢見不鮮。傳統(tǒng)的污水處理方法如截污納管和內源治理防范等，需要鋪設大量管道并將河水截流，把河底淤泥挖出運走，工程量浩大，給地方政府財政增加壓力。
近年來，以催化材料為基礎的水處理方法成為黑臭水體處理的研究熱點，但目前的催化材料總體壽命短、催化效率慢，需要額外增加能量和持續(xù)投入。
朱興旺團隊長期致力于開發(fā)一種無須外加能量、成本低、持久性強、效果好的光催化材料。5年來，他們重點研發(fā)并優(yōu)化了一種全光譜響應氮碳催化材料，該材料具有光生電子—空穴壽命長、化學穩(wěn)定性高、光吸收范圍寬、光吸收能力強等特點，經過持續(xù)改進，該材料已實現(xiàn)了產業(yè)化制備。
該團隊開展的工程實驗表明，將該材料制備的光催化網應用于河水中成功恢復了河流生態(tài)系統(tǒng)，10天內讓河水污染物減少80%，有效恢復了其自凈能力。相比于其他水體凈化材料，該材料去除污染物效率大幅度提升，從常規(guī)的30天縮減到10天以下。
同時在河道治理中，每公里的河道只需鋪設寬度為3米的光催化處理網，即可在10天內使河水COD（化學需氧量）達到國家地表水Ⅰ類標準。
據了解，該光催化網目前主要適用于景觀河道水和工業(yè)廢水中COD的去除，將來還可應用于城市污染河道，以及湖泊等大型水體中，通過凈化水質，恢復水體自凈能力，有效改善水體生態(tài)系統(tǒng)。
