纳米材料 在包装印刷废水处理中的应用

时间:2015-05-29 11:25:09来源:科印网作者:王聪聪 詹仪

  废水处理是现如今各大小包装印刷企业面临的共同问题,废水的主要来源是制版过程产生的废水,溶剂型油墨中的有机溶剂、有机颜料等,在绿色环保呼声日益高涨的当下,高效、彻底的废水处理技术是包装印刷行业的急迫需求,这不仅能为包装印刷企业的绿色印刷认证之路带来便利,更能在保护生态环境、提高人们生活质量的同时,实现绿色可持续发展。20世纪80年代末期,纳米材料兴起并得到迅速发展,成为科学技术领域的新宠。与普通材料相比,纳米材料比表面积大,表面原子吸附量多,具有较强的吸附性能与光催化降解性能,通过研发人员的不断攻克 ,如今纳米材料已经可以在解决包装印刷行业废水处理问题上发挥重要作用。

  纳米材料处理废水的两大原理

  1.吸附原理

  纳米材料具有表面界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和介电限域效应。其中,纳米材料的表面界面效应是纳米粒子具备吸附有机污染物的基础,巨大的比表面积使纳米材料表面活性高,容易与其他原子结合,具有很强的吸附性能。

  2.光催化原理

  纳米半导体光催化剂大多是n型半导体材料,具有区别于金属或绝缘物质的特别能量带,即在价带和导带之间存在一个禁带,当光子能量高于半导体吸收阈值时,半导体的价带电子发生跃迁,即从价带跃迁到导带,从而产生光生电子(e-)和光生空穴(h+)。光生电子具有较强的还原性,光生空穴具有较强的氧化性,纳米半导体光催材料利用光生电子(e-)和光生空穴(h+)的氧化反应和还原反应,可以达到有效降解包装印刷废水中有害物质的目的。

  用于废水处理的几类纳米材料

  1.碳纳米材料

  碳纳米材料对包装印刷废水具有较强的吸附能力,但这种吸附能力与废水的浓度、碳纳米材料的含量以及作用温度有关。废水浓度越高、碳纳米材料投入量越多,反应温度越高,碳纳米材料的吸附能力就越强。

  经改良的碳纳米材料在对油墨颜料吸附60min后达到一定的平衡,最大吸附容量为101.6mg/g。除此之外,碳纳米材料对包装印刷废水中的Pb2+、Cu2+和Cd2+也具有一定的吸附作用。研究表明,经过硝酸氧化处理的碳纳米材料对废水中的Pb2+和Cu2+吸附能力增强,且吸附能力与废水的pH值有关,pH值越大,碳纳米材料对Pb2+和Cu2+的吸附能力越强。

  

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