纳米技术及材料在环境保护中的应用

郑效文

摘要：纳米技术是我国科学技术发展道路上的一个重要里程碑，尤其是在水污染和大气污染的治理上发挥着巨大的作用，能够从源头上对污染物进行控制。本文将结合纳米技术，针对我国现阶段存在的环境问题进行简要阐述，使纳米技术更好的应用在各行各业中，实现环境保护可持续性发展的要求。

关键词：纳米技术；环境保护；水资源；空气资源

随着我国工业化进程的加快，环境污染问题十分严峻。与此同时，纳米技术的兴起为环境保护提供了新的工艺。纳米技术是一门综合性的科学，而纳米材料主要是指通过建立三维空间，使其中的一维控制在纳米的基本单元格内的新型材料。将纳米技术应用于工业革命之中，能够对环保问题起到关键性作用，值得推广使用。

1 纳米材料及技术在水污染治理中的应用

1.1 有机污染废水处理

利用纳米技术进行水体污染的方法主要分为以下3种，即催化、过滤和吸附。纳米技术和环境治理相结合能够产生较好的经济效益和环境效益，受到了政府部门的高度重视。在技术研究的过程中，我们发现纳米可以和光催化剂结合，具体而言，可以在阳光下使氧化水中的污染物得到较为迅速的分解。其原理是利用太阳光的光催化效应分解苯酚水溶液和十二烷基苯磺酸钠水溶液。此外，在阴天的条件下依旧可以降低苯酚的浓度，不会出现二次污染。

1.2 无机污染废水处理

通过科学实验我们得知废水中的重金属对人们的健康成长有较大的伤害，同时也会造成稀有资源的流失。而纳米粒子能够针对水体中的重金属粒子在光电子的作用下产生高度的还原效益。举个简单的例子，纳米能够对高度氧化的银离子进行吸附，甚至可以将其还原成金属的小颗粒状态的晶体，这对水污染的治理有重要的意义，一方面可以排除废水中的有害物质，另一方面可以做到贵金属的回收利用，是一种双赢的手段。

1.3 自来水的净化处理

纳米技术不仅能够对有机物和无机物进行净化，还能够对自来水进行杀菌处理。通过反复的实验证明，我们将纳米固定在玻璃纤维网上使其能够形成一层催化膜，与之同时将其用于饮用水的过滤中，能够去除60%以上的杂质，达到国家对安全饮用水的标准。而新研制的纳米技术自来水净化装置具有较强的吸附能力，能够对水中的异味、铁锈进行良好的过滤，在安装纳米陶瓷球组装配件之后，可以直接去除水中的细菌和病毒，获得较好的水质。除此之外，我们还对净化水进行了医学上的研究，结果表明饮用纳米净化的纯净水对人体的肝脏功能有一定的帮助，属于健康用水。

2 纳米技术及纳米材料在环境有害气体治理中的应用

2.1 石油脱硫催化剂

在工业生产中常常会产生很多垃圾，污染自然环境。我们将纳米技术应用在工业生产领域具有现实意义。常规的工业生产过程需要使用二氧化硫为燃料，因此会产生大量的有害气体。而纳米作为石油脱硫催化剂能够在燃烧过程中降低硫的含量，既可以实现充分燃烧，也可以将硫进行固体形态的转化，减少空气污染。

2.2 汽车尾气净化

随着人们生活水平的提高，汽车的普及率越来越高，因而造成的环境问题也备受关注。汽车尾气的排放主要包含了CO和NO两种有害的气体。而纳米粉体能够有效地对汽车尾气进行催化，具有较好的吸附力和氧化还原能力，将有害气体转化为二氧化碳和氮气。所以，使用纳米燃油添加剂能够使燃烧过程更充分和均匀，是一种全新的环保添加剂，具有较好的发展前景。

2.3 室内空气净化

房屋在装修的过程中使用的油漆材料含有一部分有害气体，纳米粒子能针对涂料和木材油漆中产生的甲醛和甲苯进行分解，在紫外线的作用下能够更快地吸收污染物，达到室内空气净化的效果。

2.4 纳米自洁陶瓷

该技术主要是针对陶瓷用具而开发的一项功能。将纳米加水制作成浆，并将其均匀地涂抹在陶瓷的表面，在高温燃烧的作用下能够有效杀死陶瓷上的细菌。这一类的陶瓷主要应用在医院、宾馆的卫生设备上，具有较好的除臭性和耐酸碱性。

3 纳米技术及纳米材料在环保建材中的应用

3.1 纳米功能纤维及消毒液

除臭纤维是一种含有纳米技术的新材料。它是在纳米分子中加入了天然的聚合物，随后纺织出纤维制品，起到了抑制细菌和除臭的效果。抗菌纤维通常使用在医疗用品中，常见的有手术服和手术毛巾等。防臭产品主要为鞋垫、围裙等高级的纺织品。随着科学技术深入各个领域之后，抗菌塑料盒日用品也将出现在市场上，具有广阔的发展空间。

3.2 城市垃圾的处理

将纳米材料运用在城市垃圾的处理上已经有一段时间了，具体表现为两个方面。首先是对橡胶塑料材质的垃圾进行超微粉末处理，去除其中的杂质和异物，使其易于回收利用，有利于节约资源，减少城市垃圾。其次可以将其应用到城市垃圾的降解中，该功能可以减少城市垃圾带来的负荷，对城市环境治理有着重要作用。

3.3 噪声污染的控制

噪声污染已经成为城市污染的主要污染之一，严重的时候可以导致人体死亡。因此，我们将纳米技术应用在机器设备中，可以起到较好的润滑效果，有利于大型机器的运转效率，由于纳米材料具有较好的吸附功能，也可以增加机器的使用寿命。与此同时，在体育馆中使用纳米吊顶能够有效控制场内的噪声，具有较好的声音分解作用。

4 结束语

纳米材料作为新型材料的一种能够与环境防治相结合，对城市中的大气污染，水污染的防治起到较好的治理效果，改变了人们的环保理念。将科学理论有机的与社会发展问题相统一，能够起到事半功倍的效果，因此纳米技术的应用对解决环境可持续性发展问题有着显著的效果。