2023年天津市應用基礎研究計劃面上項目評審材料

天津市應用基礎研究計劃項目（自然科學基金)評審材料（僅供專家評審使用，請予保密)項目名稱:納米分子篩/硅藻土復合去除水中苯類污染物的應用研究申請者：王銀葉所在單位：通訊地址：郵政編碼：電話:傳真:電子信箱：合作單位:主管部門：申請日期:2０23-0５－29天津市科學技術委員會二〇〇四年印制（VＥR.１.0)一、基本信息研究項目項目名稱納米分子篩/硅藻土復合去除水中苯類污染物的應用研究英文名稱TheExperｉｍentalＩｎveｓtigatioｎonＲemovｉngofPｈｅnｙlOrganicContaminａntinWａｔerwithNaｎo-ｚeolite/ｄiatomite項目類別面上項目項目性質A．應用基礎研究起止年月202３-0４至20２３-0５是否有回避的評審專家合作單位數是否國際、港、澳、臺合作項目應用產業(yè)領域環(huán)境與資源現處階段應用基礎研究技術來源自有指南代碼名稱污水和廢水解決新技術、新方法、新材料代碼L0102所屬學科名稱水污染化學相關學科名稱礦產資源的運用研究代碼B070202代碼Ｂ06100１申請者姓名王銀葉性別女民族漢族身份證號學位其它專業(yè)技術職務(職稱）專家出生年月１95３-03行政職務最后學歷1979年畢業(yè)于山西師范大學化學系重要研究領域水污染控制其它人才情況留學國別出國日期回國日期出國事由家庭電話單位電話實驗室電話手機電子信箱個人網頁所在單位全稱單位地址郵編聯系人電話電子信箱性質A．高校上級單位代碼開戶銀行帳號關鍵字納米復合材料納米分子篩硅藻土苯類污染物納米復合材料重要研究內容和意義(中文摘要)選擇納米分子篩與硅藻土復配形成納米復合材料,用于去除水中苯、甲苯、硝基苯等污染物,研究內容：1、復合粒子的表面特性及功能設計,涉及復合粒子的成分、類型及尺寸大小,復合工藝;２、選定納米復合材料的配方，測試不同條件下(用量、比例、ｐH值、濃度、溫度）去除苯系污染物;3、探討復合材料去除苯系污染物的反映機理。預期成果及完畢形式(中文摘要）該項目預期研究出可以很好的去除水中有機污染物納米復合材料的樣品及復合材料在水解決應用中的工藝路線，參與學術交流2－3次，申請發(fā)明專利１項，撰寫科技論文３-5篇,在核心刊物發(fā)表,在此項目的研究中培養(yǎng)碩士研究生5名。立項目的（中文摘要）據松花江流域苯系水污染的狀況來看，采用粉末活性炭消除污染,活性炭吸附達成飽和后，進行再生解決困難,大量廢棄的活性炭會導致二次污染。我們研究開發(fā)一種科學地、經濟地、有效地消除水中苯系污染物的納米復合新材料,既能很好的去除水中污染的苯系污染物，還能再生循環(huán)運用，以替代活性炭。立項意義(中文摘要)納米分子篩／硅藻土復合材料研制與應用,對此后改善我國水源受石化類污染物的污染具有非常重要的環(huán)境意義與應用價值,復合材料的解決效果可與活性炭媲美,但能再生,可循環(huán)使用,其價格低于活性炭，合用于現有工廠的解決工藝改造和新建水廠,特別是在大規(guī)模生產中應用,具有簡樸、經濟、安全等優(yōu)點。項目組重要成員（不涉及項目負責人)姓名身份證號性別職稱學位從事專業(yè)工作單位電話電子郵件項目分工每年工作時間(月)趙建海男副專家博士學位環(huán)境工程配方調試7月/年韓非男碩士生碩士生市政工程材料篩分8月/年張楠女碩士生碩士生環(huán)境工程復合材料性能測試8月/年張大志男碩士生碩士生市政工程材料配方測試８月/年劉連生男副專家學士分析化學水質分析7月/年丁艷梅女講師學士給排水工程材料再生測試7月/年總人數（涉及負責人)其中按職稱其中按學位高級中級初級其它博士后博士學位碩士學位博士生碩士生71103０1003說明：高級、中級、初級人數自行填寫,博士后、博士生、碩士生人員數、總人數自動生成。經費預算(單位:萬元)經費來源預算金額其中2023年2023年2０23年202３年來源合計843１其中國家部委撥款市財政撥款8431區(qū)縣財政配套主管部門配套單位自籌銀行貸款其它經費支出預算金額其中市財政撥款計算依據支出合計88其中人員費設備費1.51.5反映器,自動控制裝置能源材料費11分子篩原料,實驗試劑,恒溫設備,蠕動泵數顯攪拌器,材料低值易耗品、計算、打印耗材、水、電、燃氣等實驗外協費2.５２.5TEＭ透射電鏡，SEＭ掃描電鏡，ＸRＤ,比表面孔隙度測試等租賃費0.４0．4小型實驗場地差旅費0.90.9現場在線測實驗、野外現場調研等費用;交通會議費0.80.8參與學術會議(２－3)國際科技合作經費期初運營費貸款貼息費管理費0.４0.4按照項目經費的5%計算信息費0.３0.3信息查詢，文獻檢索其它費用0．20.２取樣民工的勞務費等特別說明：

購置儀器設備及其他資產明細表單位：萬元序號儀器設備及其他資產名稱單位數量單價撥款資助資金備注合計:項目批準后資助經費撥入的開戶行帳號情況單位名稱(全稱）開戶銀行名稱銀行帳號

立項依據項目研究的必要性及應用前景（涉及項目的研究意義，國內外研究概況、水平存在問題和發(fā)展趨勢，重要參考文獻及出處)由國家環(huán)?？偩职l(fā)布的2023年環(huán)境狀況公報中水環(huán)境狀況指出;2023年,長江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河和遼河等七大水系的411個地表水監(jiān)測斷面中,Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ~Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷面比例分別為41%、３2%和2７%。其中,珠江、長江水質較好,遼河、淮河、黃河、松花江水質較差，海河污染嚴重。重要污染指標為氨氮、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數和石油類。正是由于水環(huán)境狀況的惡化,致使我國城市飲用水水源普遍存在有機物污染的現象，如上海檢出700余種，天津檢出２00余種,條件比較好的北京水源也還檢出６0余種。山東省淄博市供水以地下水為主，地下水中共檢出了93種有機污染物。中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心對京津唐地區(qū)地下水有機污染的初步研究表白,該地區(qū)地下水的有機污染物種類達13３種。由前面的環(huán)境公報也可以看出,由于人類活動的直接影響，地表水受有機污染物污染的狀況要比地下水更為嚴重。既然水源受有機物污染嚴重，那么飲用水中的情況又如何呢？據美國資料報道,在世界各種水體中已檢出有機化合物2221種,飲用水中檢出765種，其中117種被認為或被懷疑為致癌物,飲用水中有機物不容忽視．由于地面水和地下水普遍受到不同限度的污染(重要是有機污染)，飲用水安全問題目前受到極為廣泛的關注。據對上海等市飲用水濃縮物的細胞染色體實驗，多呈陽性反映,反映了當前城市飲用水的確潛在著安全性問題。清華大學環(huán)境科學與工程系水質科學與工程研究所最近對北京、寧波、紹興、蚌埠和深圳5城市的飲用水水質進行調研和匯總時,發(fā)現這樣一些有毒有害有機物出現的頻率較高；苯、乙苯、氯苯、二氯苯、氯苯酚類、鹵甲烷類、硝基苯酚類、鄰苯二甲酸酯(酞酸酯)類、多環(huán)芳烴、DDT、DＤE、六氯環(huán)己烷類等。這說明，飲用水中的有機污染物的確存在,應引起我們的密切關注。

自202３年11月松花江事件之后僅僅幾個月,全國已發(fā)生與水相關的環(huán)境污染事故7６起，超過2０２3年的總和,石化類的有機物的污染已經成為重要的污染源，.環(huán)境形勢非常嚴峻。松花江的水污染問題,不僅僅是發(fā)生在哈爾濱地區(qū)，就其污染源來說,石化類的有機物污染在全國各地普遍存在，并且日益嚴重,焦點訪談再三報道此類問題。飲用水中存在有機物時,其重要危害有：①大部分人工合成的有機化合物自身就具有一定毒性,危害人體健康;②有機物是產生氯化消毒副產物(致癌物)的前體物,飲用水源中有機物含量直接影響氯化消毒副產物的生成量;③有機物影響自來水的生物穩(wěn)定性（即微生物在管網中重新生長的能力）。這些有機污染物在水體中不易降解，難以被常規(guī)凈水工藝去除,在環(huán)境中有一定的生物積累性,大部分自身具有毒性,部分具有“三致”作用,對人類的健康構成潛在的威脅。苯類污染物是對人體健康是非常有危害的有機物。飲用水水質問題重要可以分為以下幾個方面:第一個就是微量有機污染物;第二藻類及其代謝產物,涉及藻毒素、嗅味、氯化消毒副產物致病微生物，有機物對膠體的保護作用,穩(wěn)定性鐵錳、色度、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽等以及管網微生物的再繁殖和一些二次污染。我們進一步介紹,水中污染物對水質的影響。有機污染物具有致癌、致畸、致突變的作用,有些是內分泌干擾物質，被認為對人的生殖系統(tǒng)有破壞作用，或提前或者是延遲青春期的時間。美國《飲用水基本法》對飲用水中83種污染物定出最大污染濃度和最大污染濃度目的值，其中有機物達47種之多。與此同時,英國、法國、德國、加拿大等一些發(fā)達國家也對飲用水中有機物的種類和含量作出極為嚴格的限制，歐共體供水聯合會于1９91年終提出了修改飲用水水質指令的建議,明確規(guī)定限定農藥、多環(huán)芳烴、酚類化合物等的種類和濃度。世界衛(wèi)生組織（WＨO）在對飲用水水質提出的標準中對20種有機物提出了限制濃度,加強飲用水的有機物控制勢在必行。目前，仍然還沿用常規(guī)的給水解決工藝。對于水中微量的污染物這方面的工作進行得有限。常規(guī)給水解決工藝難以去除水中微量的污染物，特別是溶解性的有機物。飲用水中的有機物具有濃度低危害大,去除難等特點。常規(guī)凈水工藝不能有效去除水中有機物，并且在水凈化過程中加氯消毒后,還會使消毒副產物增多，從而使飲用水的致突活性增長，進而對人體健康有長遠的威脅和影響。有機物對人體的危害，往往是滯后的,一般發(fā)現得病在人體上反映要達20~30年?，F在沒發(fā)現的，不等于此后就不發(fā)生,因此要重視研究有機物對人體健康的影響。目前，哈爾濱、俄哈巴羅夫斯克市等區(qū)域發(fā)生嚴重的石化類有機物污染,哈爾濱苯系有機物污染物解決靠活性炭進行吸附凈化，活性炭的吸附量達成飽和后,再生解決困難，大量廢棄的活性炭會導致二次污染。現有的一些強化常規(guī)解決,或者是粉末活性炭這樣的一個除污染方法，它們的解決效果都不抱負。黨中央、國務院高度重視松花江流域水污染防治工作,治理松花江流域水污染,已經列入“十一五”規(guī)劃中，并且準備繼續(xù)向松花江流域和東北地區(qū)提供援助并將長期支持東北地區(qū)和松花江流域的發(fā)展,并計劃投資20億美元實行松花江流域環(huán)境改善項目。因此選擇適當的、優(yōu)良的吸附劑去除水中的這類污染物是目前研究的最重要的方法之一,因此，研究可以去除水中有機物污染的新材料、新工藝、新方法是迫在眉睫的事情。現在國內外在這方面進行了大量的研究,研究了多孔的材料作為吸附劑凈化水體。HYPERLINＫ＂hｔtp://wｗw.engineeｒingvillage2.orｇ.cｎ/coｎtroｌｌeｒ／serｖｌeｔ/Cｏntrｏｌｌｅｒ?CID=quickSearｃhCiｔatｉoｎFormat＆sｅarchＷord1=%7bＡdachi%2Ｃ＋Ａtｓｕko%7d§ion１=AＵ&dａｔabase＝1&ｙｅarselect=yearrａnｇe&ｓorｔ=yｒ＂Atｓｕko等［1],研究了用小麥皮，成熟的種子,亞麻仔,豆類的麩皮等殘渣對有機氯化物有很好的吸取效果。這些有機物如氯仿,二氯甲烷和苯的量與溶液中平衡濃度成對數關系。從而得到了一個線形關系,顯示吸附關系符合Freundich類型。當這種殘渣應用于具有0.1g／L的二氯甲烷，pＨ=10的廢水時,廢水中二氯甲烷在９0分鐘后可去除70%到90%。去除率和細胞內圓球顆粒的數目相關，這些細胞內的顆粒對有機氯化物的吸取有著很大影響。HYPERＬINK"hｔtp：//www．eｎginｅeringvｉllage２.ｏ/ｃontｒoller/servlｅｔ/Controlｌer？CID=quickSｅarcｈCｉtaｔiｏｎFormat&searｃｈWｏrd1=%7bCｈｅn％２C+T.-C.％7d&sｅctioｎ1=AU＆database＝1＆yeaｒselect＝y(tǒng)earrange&sort=ｙr"Ｃhen,T．-Ｃ[2]運用石油化工污水解決廠的生物固體作為生物固體吸附劑對苯的吸附性能的進行了研究,當進水中的苯濃度為800ｐpｍ(v)，吸附容量分別從59~164mｇ/g。相對較大的BEＴ和較小的平均直徑會對苯有較大的吸附容量。王智慧等[3]運用活性炭纖維(ACF)這種新型高效的吸附材料，其比表面巨大且孔隙直接開在纖維表面，因而具有很高的吸附容量和不久的吸附、脫附速度，表面豐富的官能團使其具有一定的吸附選擇性。采用粘膠基ACF對甲苯氣體進行吸附取得了良好的效果,采用正交實驗方法得出了實驗過程的最佳操作參數。趙謙等[４]對活性炭纖維進行了改性解決.對改性ＡCF的吸附性能、實際廢水解決工藝進行實驗研究,結果表白:改性ACF對硝基苯類化合物具有較強的選擇性吸附能力，并且再生工藝簡樸,可以反復使用多次.改性ACF作為解決含硝基苯類廢水的吸附劑,可得到推廣應用．張愛麗[5]等采用新型NDA一150吸附樹脂對生產廢水中的對硝基苯酚（濃度為2643mｇ／L)進行了吸附行為研究。靜態(tài)和動態(tài)實驗結果表白,吸附平衡等溫線與Laｎgmｕir模型擬合良好,樹脂的極限吸附量為12５.3mｇ/g;吸附速率不只是吸附時間的函數,還與液固比有關;樹脂的飽和吸附量為25４.9mg/g；穿透體積為41ＢV,脫附液為10BV時脫附率為９8.1%，6次循環(huán)的再生率＞90％。張紅梅等[6］以聚二甲基二烯丙基氯化銨（ＰDMDＡAC)為改性劑，對天然鈣基膨潤土進行有機改性,比較PDMDAＡC-膨潤土與膨潤土對對硝基苯酚廢水的解決性能,研究了改性劑用量以及對硝基苯酚濃度、ｐH值、反映時間等因素對膨潤土吸附去除率的影響.結果表白：PDMＤＡAC改性膨潤土對對硝基苯酚的吸附效果比膨潤土有較大提高,吸附去除率達84%;吸附后的ＰＤMＤAAＣ-膨潤土可用酸進行再生,再生后對對硝基苯酚的吸附去除率沒有明顯下降；PDMＤAAC-膨潤土對對硝基苯酚的吸附行為可用Fｒeｕndlich型吸附等溫線較好地進行擬合?；萏靹P等［7]研究了改性凹凸棒土對水溶液中苯的吸附規(guī)律結果表白，改性凹凸棒土對苯的吸附量和去除率提高了2倍多.pH值對吸附量的影響甚?。搅侩S溫度上升而增長,改善的BEＴ方程能較好地描述實驗等溫線,其吸附機理也許為表面的疏水作用與化學吸附和進入內部孔道吸附。郭煥曉等［8］研究了不同沸石去除微污染水中苯的效果。沸石是一種天然的多孔礦物,具有很大的比表面積,具有過濾作用，并且還具有去除水中有害的重金屬離子和有機物的作用。實驗結果表白經氯化鈉在常溫常壓下活化解決后的縉云斜發(fā)沸石對苯具有最佳的吸附性能。通過優(yōu)選出的鈉型白銀塊型斜發(fā)沸石和縉云斜發(fā)沸石對水中苯的動態(tài)過濾吸附實驗,并與濾池中常用的石英砂濾料做對比，得出沸石對水中的微量苯的去除效果明顯優(yōu)于砂濾料。ＨYPＥRＬINＫ"ｊavascｒipt:WriterＳearch(＇楊殿海'）；"楊殿海等[９]通過靜態(tài)實驗方法研究了ＺrO２納米顆粒液相吸附聯苯胺的性能,結果表白,雖然聯苯胺均可與ZrO2納米顆粒表面羥基及水分子形成氫鍵,但它與ZrO2納米顆粒表面羥基之間形成的氫鍵稍強,吸附去除效果較好。劉轉生等［10]運用煤為原料通過超細粉碎、化學解決、復合成型和后解決制得兩種煤基超細復合吸附劑ＭＭＣA和AHCA,研究了兩者對水溶液中硝基苯的吸附性能和吸附機理,其單層飽和吸附量分別為109.８9mg/ｇ和２２9.5７mｇ/g。KｏｈS．M等[11］運用有機金屬礦物為吸附劑去除廢水中的苯酚、苯、甲苯。Gｕptａ[１２］指出吸附材料可以解決地表水和地下水中的污染物質,這些吸附材料涉及活性礬土、活性炭、金屬氧化物等;采用活性礬土解決１00０加侖水的費用在0.003~０．76美元。Ｍeiｎdersma[1３]等人運用沸石膜分離工業(yè)規(guī)模的芳香烴，并對其經濟可行性進行分析,研究表白只有減少膜材料的費用該項技術才也許有應用價值。用活性沸石代替濾池的砂濾料在一定限度上可以改善水源受苯類污染物污染的自來水廠出水水質。經活化后的天然沸石吸附劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)砂濾池中的砂濾料,使濾池兼具有過濾去除水中濁度、細菌的作用,并且還具有去除水有毒的重金屬離子和部分溶解性的苯，因此沸石可作為用于解決受苯微污染水的一種推薦過濾材料。盡管天然沸石是一種便宜的地方性材料，其應用效果受到一定的影響。課題組查閱了國內外的大量資料,研究開發(fā)出一種便宜、高效地消除水中苯類污染物復合新材料——納米沸石分子篩復合材料,以替代活性炭去除苯類有機物的污染。該復合材料系天然礦制備的多孔納米分子篩與多孔的硅藻土復合，運用該復合材料替代活性炭去除水中有機污染物的污染,不僅可以很好的去除水中的有機類污染物,并且使用過的納米復合材料可進行再生解決,其吸附的苯類有機物完全變成了二氧化碳和水，不會帶來二次污染，完全可以反復運用，復合材料的功能完全可以和活性炭媲美。復合材料系天然礦組成，作為水解決的過濾材料,具有足夠的強度,可循環(huán)使用,其價格低于活性炭，可以在不增設專門構筑物和不增長設備的前提下,改善出水水質,合用于現有工廠的解決工藝改造和新建水廠，特別是在大規(guī)模生產中應用，復合材料用于解決有機物污染的水，具有簡樸、經濟、安全等優(yōu)點,便于推廣。復合材料在去除苯類有機污染物的污染水體的研究，無論在理論還是在應用開發(fā)上都具有非常重要的意義；在帶來環(huán)境效益的同時，必將產生深遠的社會效益和巨大的經濟效益。參考文獻:[1]HYPＥRLINK"http://wwｗ.ｅnｇinｅeringvillａ／controｌｌeｒ/ｓeｒｖlet/Ｃonｔroller？ＣＩD=qｕiｃkSｅａｒchCiｔatiｏnFoｒmat＆searchWord1=%7bAdaｃｈｉ%2Ｃ+Ａｔsuko%7d＆sｅcｔｉon1=AU&ｄaｔabasｅ=1&yeａｒsｅｌｅｃt=ｙｅaｒraｎｇe&sort＝y(tǒng)r"Ａdａｃhｉ，Atsukｏeｔaｌ，Uｓeofleeｓｍａt(yī)erialsasanadｓorｂenｔforrｅmoｖaloforgaｎochｌorｉneｃompounｄsoｒｂｅnｚenｅｆromwastｅｗａt(yī)er,ｈemosｐhｅｒe,２０23,58（６):8１7-８22?［2]HYPERLINＫ"hｔtｐ://www.engineｅrｉngvillagｅ2.org.ｃｎ/cｏnｔｒollｅr/servleｔ/Contｒoller？CID=qｕickSearchCｉｔatioｎForｍat&seａrｃhWord1＝%7bＣhｅn%2Ｃ＋T．－C.%7ｄ§iｏn1=AU&ｄatabａse=１＆yｅarｓelect＝y(tǒng)eａrｒange＆soｒt=yr＂Cｈｅn,T．C.etａl,Aｄsoｒptiｏncｈaraｃteｒｉstiｃｓofｂenzenｅonbiosｏlidadsoｒｂｅnｔ,WatｅｒＳcienceａｎｄTeｃhnoｌogy,２02３,47(１):８3－87

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,DixoｎＪ.Ｂ，Prｅparａt(yī)ｉonａｎdappｌicatioｎofｏrｇaｎo-ｍineｒalｓaｓsorbeｎtｓoｆphｅｎol,bｅnzeneanｄｔoｌuene，AppｌｉｅdClａｙＳcience，2023，1８(３)：111-１22[12］Gupta.Bharat.Ｂ,ＷatｅrRｅlatｅｄProｂｌｅmsinＩｎdia:ＣoｎvｅnｔionalandEｍeｒginｇTechｎologｉｅs，CｏｎferenceｏnMarkeｔDeｖeｌopｍeｎｔofWａt(yī)ｅr&WasteTechnoｌoｇiesｔhｒｏugｈEnviｒonmentａｌEconomics，28th-29thMａy2023,Ｆrａnce，1-14[１3］G．W．Meｉndｅｒｓmａ,A.Ｂ.deHａan,Eｃｏｎｏｍicaｌfeasibiｌityofzeｏlitemｅｍbｒaｎesｆorｉｎｄustrialｓcaleｓｅpａratｉonsoｆaromatichｙdｒocａｒbｏns，Dｅsａliｎation149(202３)29–34研究內容研究內容（說明研究工作的具體內容,指出重點應解決的科學和技術應用問題及要達成的技術指標,闡述預期成果應用的也許性和效益,或在學術、社會等方向的價值)。根據活性炭對水中有機污染物苯、甲苯、硝基苯等有機污染物的去除特性、變化規(guī)律及采用粉狀活性炭去除方法和效果，在此基礎之上研究開發(fā)納米沸石分子篩與微米級的硅藻土復合組成納米復合材料，并將納米復合材料用于去除水體中苯類污染，研究出類似活性炭性質的復合新材料在水體中去除苯、硝基苯等有機污染物以替代活性炭。重要研究內容：1、納米復合粒子的表面特性及功能設計，涉及復合粒子的成分、類型及尺寸大小，復合工藝的設計;(１）結構優(yōu)勢，孔狀納米級的分子篩與微米級的硅藻土的復合后的結構優(yōu)勢在于其結構可設計性和可調控性,即可根據應用需要,在較大范圍內調變結構參數;(2)尺寸優(yōu)勢,根據應用需要，可在較大范圍內較準調變上述尺寸;（3）性能優(yōu)勢,由于納米復合材料結構的可調控性，可衍生出豐富多彩的性能,研究它們的自組裝規(guī)律、空間結構及其物理化學性能，探索空間結構與性質和性能的關系規(guī)律。２、研究探索復合納米微粒自組裝排列所產生的協同效應及其影響;以現代電鏡技術為主，研究上述材料自組裝前后及各種階段的形態(tài)、顯微結構及其與制備條件的互相關系，從微觀層次上探索混合粘土與混合聚合物復合的成因、形成過程中的作用和機理。同時,著眼于納米復合粒子的應用基礎,研究納米復合材料的物理性能和納米復合材料的過濾滲透性能。3、選定納米復合材料的配方，測試不同條件下(用量、比例、ｐH值、濃度、溫度）去除苯系污染物：探索和研究復合材料在不同的影響條件下對水體中苯、甲苯、二甲苯、硝基苯等苯類污染物的去除效果，測試外界的因素，調整復合材料的配方，探討結構與性能的關系。4、探討納米復合材料去除苯系污染物的反映機理:分子篩與硅藻土都為多孔結構，隨著兩者以不同量的復合,其孔結構在發(fā)生變化，苯類污染物可以去除因素與復合材料孔結構特性和苯類化合物的性質、有機官能團有著密切聯系,通過實驗結果探討復合材料的表面結構變化對苯類污染物去除的類型與方法。5、納米復合材料與各種類型活性炭的反映機理的比較：根據實驗結構比較復合材料與各種類型活性炭的反映機理,完善納米復合材料的配比。6、納米復合材料的再生及循環(huán)運用：復合材料的基材系硅酸鹽,通過使用后可以進行再生解決循環(huán)使用，尋找快捷便宜的再生的方法,關系的到解決成本與在工業(yè)生產中應用的問題。研制的復合材料一方面要選擇原料來源廣,價格低廉，具有多功能的除污染效果，并可以在大型的水解決中可以進行使用。根據我們課題組數年研究多孔材料的成果，納米分子篩對苯類污染物有很好的去除作用,很難與水分離,把多孔的納米分子篩與多孔的硅藻土結合起來，而形成的一種新的孔狀化合物。在晶體結構上,它保持了孔狀結構,從結構尺度上講,復合后的材料是一種納米級復合材料，將用它替代活性炭應用在水體中去除苯、甲苯、硝基苯等苯類污染物，該復合材料是幾種材料在一定的配比條件下進行組合而形成的新材料,它具有吸附和絮凝多種作用，對水中的多種污染物具有強化去除作用，不僅可以去除水中的有機污染物，還可以去除水中重金屬等多種功能。研究這樣的技術,重要的考慮是運用現有的常規(guī)給水解決工藝流程,由于可以不改變現有解決工藝流程，不增長大的基建的投資,或者設備投資,所以它投資很小。這種方法既適合于現有水廠的改造,也適合于新水廠的建設。在帶來環(huán)境效益的同時,必將產生深遠的社會效益和巨大的經濟效益。材料性能測材料性能測試納米分子篩與硅藻土復合正交實驗最佳配比表面微結構孔道結構復合材料表征納米復合材料解決苯類有機物污染物濃度的影響與活性炭比較污染物種類影響pH值的影響出水水質監(jiān)測材料再生運用采用本實驗室制備的納米沸石分子篩與硅藻土（吉林JL，嵊州ＣＤ06、CＤ01０、CD０2）復配,采用異項凝聚法,通過正交實驗尋找納米分子篩與硅藻土的最佳配比（分子篩:硅藻土）、最佳用量、配制模擬含苯類混合有機污染物的廢水，采用靜態(tài)和動態(tài)的方法,運用納米復合材料在各種條件（ｐH值）的影響下進行去除苯系有機污染物測試；采用實際苯類污染的水樣進行測試；與活性炭進行平行測試實驗，擬定出最佳配方，工藝參數；最后進行復合材料的再生測試實驗手段:采用TEM（透射電鏡）、SEM(掃描電鏡）、XRD（X-衍射射線衍射法)、動態(tài)激光光散射(DLS)等。氣相色譜、液相色譜等。技術路線：見右圖可行性分析納米級分子篩粉體，系天然礦高嶺土制備，該原料來源廣,我們已可以批量生產；并進行了各種性能測試;硅藻土也是我國儲量豐富的無機礦產之一，近年來我國對硅藻土的深加工也日益成熟，我們研制開發(fā)的納米分子篩、硅藻土復合形成粘土納米復合功能材料或類似膜層,應用于水解決中較之于傳統(tǒng)的水解決材料更經濟,解決效果比其它的方法更具有特性,對于環(huán)境保護和節(jié)約能源可以起到很好促進作用。承擔單位對此項研究非常重視，在實驗條件,人員配備，時間可以充足保證。項目負責人數年來從事新材料在水解決的應用研究，從事多項新材料解決水的項目,有組織完畢項目研究的科研工作經驗，數年來積累了項目研究的實踐和理論基礎。該項目有較強的學術團隊,項目組成員知識結構合理,年齡結構合理，科研工作能力強，完畢該項目具有組織上和人力資源上的保證。擬需要解決的關鍵性問題:實現的方法該研究的關鍵是測試不同類型的硅藻土與納米分子篩的匹配,硅藻土類型、匹配的方式、對水中的苯類污染物去除的效果影響非常大,分子篩、硅藻土都為多孔的材料,復合時產生協同效應才干更好的發(fā)揮作用；我們選擇了幾家產地解決很好的硅藻土與分子篩進行了正交實驗,測試了不同配比的方法,尋找最佳的解決效果;再一個是復合材料再生,反復運用的問題,它涉及到成本,環(huán)境等問題;如何使得使用過的復合材料得以反復的應用，既能減少成本，又能不帶來二次污染，還能使使用效果不減少；根據組成復合材料的性質,采用高溫下焙燒的方法，使吸附上的有機污染物在高溫下變成二氧化碳和水，復合材料反復使用不影響效果，還不會帶來二次污染。擬解決的關鍵性問題及實現方法：該研究的關鍵是測試不同類型的硅藻土與納米分子篩的匹配,硅藻土類型、匹配的方式、對水中的有機污染物去除的效果影響非常大,分子篩、硅藻土都為多孔的材料,復合時產生協同效應才干更好的發(fā)揮作用；我們選擇了幾家產地解決很好的硅藻土與分子篩進行了正交實驗，測試了不同配比的方法,尋找最佳的解決效果;再一個是復合材料再生,反復運用的問題,它涉及到成本，環(huán)境等問題；如何使得使用過的復合材料得以反復的應用,既能減少成本,又能不帶來二次污染，還能使使用效果不減少；根據組成復合材料的性質,采用高溫下焙燒的方法，使吸附上的有機污染物在高溫下變成二氧化碳和水，復合材料反復使用不影響效果，還不會帶來二次污染。預期的研究成果形式（涉及形成樣品、樣機、工藝技術路線、專利技術和擬組織的重點的學術交流活動等）：數量內容研制樣品納米復合材料研制樣機工藝技術路線復合材料在水解決應用中的工藝學術交流活動2專利計劃申請計劃獲得其中發(fā)明11實用新型外觀設計文章篇數主題（或重要內容）計劃撰寫3計劃提交3計劃發(fā)表一般期刊核心期刊3預期收錄SCIＥＩ3ISTP培養(yǎng)人才數博士后0博士生０碩士生5實現銷售收入(萬元）０利稅合計(萬元)0創(chuàng)匯（萬元）0項目研究目的及考核的技術指標：該項目力求研究開發(fā)一種科學地、經濟地、有效地消除水中有機污染物污染的復合新材料-用來替代活性炭，該復合材料解決水中有機物的效果可以給活性炭媲美,但可以再生循環(huán)運用,即減少了成本,還不會帶來二次污染,具有簡樸、經濟、安全等優(yōu)點，特別是在大規(guī)模生產中應用,既能產生環(huán)境效益、社會效益還能有很好的經濟效益?？己说募夹g指標,研究出不同配比的復合材料,測試出復合材料去除有機污染物的影響因素,得出適宜的運營參數，復合材料的再生與應用的指標。研究工作的進度安排（半年為一階段)：２0２3．5-20２３．11收集國內外資料分析，進行比較,設計方案、篩分,方案實行;2０23.12－2023．5材料的篩分、優(yōu)化組合、復合材料制備、進行應用測試;2023.６－20２3.12工藝參數的優(yōu)化,復合材料解決水中有機物各種性能指標測試，材料再生測試;２02３.１-２0２3．６整理材料,寫出階段報告,發(fā)表文章,撰寫報告,結題。研究特色與創(chuàng)新之處:特色：該研究的復合材料基材所有采用天然礦，原料來源廣,便宜易得，無毒、無害、使用后的復合材料可以再生,反復運用，該材料可以在不增設專門構筑物和不增長設備的前提下,改善出水水質，合用于現有工廠的解決工藝改造和新建水廠，特別是在大規(guī)模生產中應用,復合材料用于解決有機物污染的水,具有簡樸、經濟、安全等優(yōu)點,便于推廣。創(chuàng)新：１、提出將不同形狀、不同納米孔徑尺度的無機多孔粘土粒子直接進行復合形成粘土納米復合材料的新模式。2、反映條件溫和、工藝路線簡樸,也就是說，納米復合材料使用原有的材料，通過調節(jié)復合物中的分散狀態(tài)就可提供劃時代的性能，這一特性使得一旦納米復合獲得突破，將率先獲得工業(yè)化生產。研究基礎與工作條件與本項目有關的研究工作積累和具有的研究基礎（涉及有利因素和不利因素的分析):該研究從9８年開始到現在,項目主持人98年在天津大學研究運用天然礦高嶺土制備納米材料,已成功的制備出納米莫來石、納米級的系列分子篩產品，現已達小試階段,立即進行中試;該成果已通過天津市科委鑒定,鑒定結果屬:國際先進水平,申請發(fā)明專利一項。已在國家核心刊物上發(fā)表科技論文１6篇，２篇被EI檢索,6篇被ＣA收錄。運用納米分子篩和納米復合材料解決水體中重金屬(Pb、Cr、Hg、Ni、Cｕ）去除率均達98%，解決天津某公司排水口含油廢水COD、ＮH3-N，一次性去除率達８5％，去除水體中有機微污染物(苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、苯酚、苯胺等同系物)、氟離子、砷離子都取得了非常良好效果，去除率在９0％以上;除藻、殺菌方面應用效果良好。已具有的實驗條件(需要進行動物實驗者,應注明動物實驗室級別），尚缺少的實驗條件和擬解決的途徑:本系為"十五"計劃重點學科投資的市政工程與環(huán)境工程學科，基本已具有材料的制備與室內水解決分析測試及現場在線測試儀器設備(總值達1000萬）,現有的像總有機炭分析儀(美國）、離子色譜儀(美國），高壓液相(美國)表面／界面張力測定儀（美國）、原子吸取光譜儀(美國),氣相-質譜聯用儀（美國瓦里安),微波消解儀，表面張力儀（美國)等。尚缺少的實驗條件，復合材料的微觀結構的表征,像TEM、XＲD、AＥM大型儀器的使用，解決的途徑可在國家納米基地,天津大學，南開大學等地進行。研究人員業(yè)務情況申請者和項目重要成員業(yè)務簡歷(按人填寫重要學歷和研究工作簡歷，近期發(fā)表的與本項目有關的重要論著目錄和科研成果名稱,并注明出處及獲獎情況):姓名:王銀葉重要學歷:1979,９—202３，３山西師大化學系任教2０2３，３—至今,天津城建學院環(huán)境與市政工程系任教1983，9—1984,7南開大學主修物理化學1986，9—1987,７中國科技大學近代化學系研究生班1998,９——2０23，３天津大學化工學院高訪研究工作簡歷:202３.6,,《煅燒高嶺土制備超細分子篩的研究與應用》學校，完畢鑒定２０2３．３,超細分子篩去除廢水中含油有機物的研究，農業(yè)部開放實驗室，結題2023．１2，納米分子篩動態(tài)膜在污水深度解決中的應用，建設部，在研項目20２３．5，納米分子篩動態(tài)膜在再生水解決中的應用研究，天津市科委社發(fā)處,在研項目20２３.７,納米分子篩動態(tài)膜除磷脫氮得研究，天津市教委,在研項目2023,8，復合材料去除水中石化類污染的實驗研究，天津市教委，在研項目20２3.1２,納米分子篩去除水體中Ｆ－的研究，學校，結題20２3．12，納米分子篩吸附水體中苯胺的研究,學校，結題重要論著及出處：1、天然礦高嶺土制備莫來石復合納米晶微觀結構的表征，硅酸鹽學報,２023，28(1）：96－99,EI：,CA：132:26８７762、煅燒溫度對主晶相為莫來石復合納米晶熱穩(wěn)定性的影響，硅酸鹽學報,202３,2９（２）:1０1－１03,，EＩ：Ｐ,CA13２:29740７3、 X型納米分子篩去除含油廢水中COD和ＮＨ3-Ｎ的研究,工業(yè)水解決,2023，(9）：28-30，４、高嶺土制備復合納米晶的粒度和形態(tài)，應用化學,2０23，17(1）,99－101，CA１３２:２９74074、 吡啶、CO和SＯ２在Aｌ２Ｏ3/ＳiO2混和氧化物復合納米晶上的ＴPD，應用化學,，２023,17(4)4５９－4615、 主晶相為莫來石復合納米晶的制備、結構表征及性能測試,化學物理學報,2023，14(2),CA13５:９62８47、天然礦高嶺土制備莫來石復合納米晶微觀結構的表征，天津大學學報，2０２3,34（2）:２2５－228,，ＣＡ136:138３588、納米技術的簡介及展望,天津城建學院學報，2023，9（１)：４2-469、納米X型沸石制備及其在鎳廢水吸附解決中的應用，天津城建學院學報,2023,（2）：45-46,10、納米X型沸石制備及其對銅廢水解決, 安全與環(huán)境學報，202３，(2）：35－３８，1１、煅燒高嶺土制備系列納米材料及表征，云南大學學報,2023,31２、煅燒高嶺土制備系列納米分子篩及表征，化工礦物與加工，2023，8科研成果及獲獎情況:２023,8,9，《煅燒高嶺土制備超細分子篩的研究與應用》通過天津市科委鑒定，鑒定結果屬：國際先進水平2０23,10，８，申請發(fā)明專利一項,申請?zhí)?.７,１、 論文《主晶相為莫來石復合納米晶的制備、結構表征及性能測試》,獲2０２３年天津市建委系統(tǒng)＂二等獎＂2、 指導學生科研獲天津市"挑戰(zhàn)杯"課外科技競賽優(yōu)秀教師指導獎；3、指導學生科研《煅燒高嶺土制備A型、P型納米分子篩》項目參賽的論文及作品獲2０23年天津市第七屆＂挑戰(zhàn)杯"科技競賽，"一等獎"和"三等獎"。４、指導學生科研《納米生命源》科技論文獲2023年天津市"挑戰(zhàn)杯"創(chuàng)業(yè)大賽"三等獎"。５、指導學生科研《除氟新材料-納米分子篩》科技論文獲院"二等獎"，參與天津市第八屆＂挑戰(zhàn)杯＂姓名：趙建海重要學歷：大學 19９4.9－1998.７ 河北科技大學?環(huán)境工程研究生 1998.8-2023.3?華北電力大學 環(huán)境工程博士?2023．3-2023.6 華東理工大學?環(huán)境工程研究工作簡歷：水氯鎂石制備阻燃級氫氧化鎂技術研究(05-K4-4９）?建設部?2023.１-2０23．３ 主持人?8重要論著及出處：1、六氨氯化鎂初級成核研究，化工學報,２02３，５6（２):281-284,ＥI:2、反映結晶制備六氨氯化鎂粒度分布研究, 華東理工大學學報，?2023,31(３):32３-326?EI:3、運用粉煤灰吸取劑對煙氣脫硫脫氮的實驗研究,中國電機工程學報, 202３，２2(3):108-1１２?EI:4、PrepaｒationｏfＡnhｙｄrｏusＭagnesｉｕｍChlｏｒidｅfromＢiｓcｈofite(MgCｌ26H2Ｏ)I．ＲeactioｎCrysｔallizatioｎｏfMaｇnｅsｉｕmＣhloｒｉdｅHexammｏniatｅ MaterｉａlsＳcienceForｕm,２023,4８8-４89：5７-60?ＳＣI：ＢCO265、氫氧化鎂在環(huán)境污染治理中的應用研究進展,環(huán)境污染治理技術與設備,2023，3(5):６６-6９ ６、高活性吸取劑去除二氧化硫的實驗研究,華北電力大學學報，2023,2８(1)：72－7５ 7、粉煤灰在煙氣脫硫方面的應用前景，粉煤灰綜合運用,2０23,14(2）:50－52 8、Theprospeｃtoffｌyaｓhforfluegastreatｍｅnt?Intｅrnaｔionａlconfｅreｎｃｅonsolｉdwａstecontrolanｄｒesｏｕrceｕｔilｉzatiｏn，2０2３,1１９、面向21世紀的中國環(huán)保產業(yè),電力環(huán)境保護,2023,1６(3)：52－５3?10、粉煤灰吸取劑去除二氧化硫的實驗研究,電力情報,２０２3，4:33-3５?科研成果及獲獎情況:水氯鎂石制備無水氯化鎂過程關鍵技術 國家十五科技攻關子課題