无机纳米材料在电力环保中的应用研究

无机纳米材料在电力环保中的应用研究

卢毅

广东科立恩环保科技有限公司广东广州510663

摘要：在了解无机纳米材料性能的基础上，根据电力环保的要求，分别从水处理、大气污染治理等维度，深入研究了无机纳米材料在电力环保中的应用路径与技术手段，达到了实现电力绿色生产的目的，并对其他地区的电力生产也具有一定的指导作用。

关键词：无机纳米材料；电力环保；大气污染

前言

纳米材料是指在三维空间内，至少有一维处在纳米尺度范围内或者由它们作为基本单元构成的材料。随着相关技术的进一步发展，无机纳米材料技术得到了进一步的发展，其应用范围得到了进一步的扩大，包括纳米氧化物、复合纳米氧化物、合金纳米颗粒等。与其他材料相比，无机纳米材料具有制备过程简单便捷、成本低廉、粒径均匀性一致等优点，这些都决定了无机纳米材料在未来社会生产中将会发挥越来越大的作用。

1.无机纳米材料性能研究

无机纳米颗粒不仅能够作为化学反应中的催化剂，也能在一系列的生物反应过程中发挥类似生物酶的活性（见图1）。而从化学角度来讲，酶作为生命体中各种化学反应的关键催化剂，被认为是一切生理机能的基础，这是因为生物体内的大部分酶表现为核酸或者蛋白质，因此在常温条件下就能完成化学反应。

图1金纳米离子的催化机理示意图

根据上述分析可以发现，无机纳米颗粒技术继承了生物酶的先进性，并且越来越多的研究报道了有关无机纳米材料所拥有的不同酶学特性，并且其反应机理已经成为纳米材料学研究的重点内容，这也决定了无机纳米材料将会在电力环保中发挥越来越重要的作用。

2.无机纳米材料在电力环保中的应用路径

2.1无机纳米材料在大气污染治理中的应用

在现阶段电力生产过程中，煤炭等关键原材料的燃烧将会产生大量的污染物，针对这种情况，将无机纳米材料应用到电力环保中，有助于提高电力生产中的环保水平，值得相关人员关注。

2.1.1使用纳米级助燃剂

煤炭燃烧是我国电力生产的主要方式，在煤炭燃烧过程中将会产生大量的二氧化硫，这些物质将会在大气内散发，直接影响了大气环境质量，引发了一系列的环保问题。针对这种情况，如果在煤炭燃烧过程中应用纳米级助燃剂，就可以显著提高煤炭的燃烧质量，不仅不会产生大量的二氧化碳，还会让原本蕴藏在煤炭内部的硫元素物质直接转变为固体硫化物，进而达到了控制二氧化硫排放的目的。

在传统的电力环保技术中，脱硫技术中的脱硫剂难以再生，导致电力环保生产中的运行成本很高，并且传统的烟脱硫技术中的脱硫技术也会增加二次污染的风险。针对这种情况，相关人员在使用纳米级助燃剂时，可以采用低温烧结的纳米级二氧化钛，其中的（101）晶面衍射最强的锐钛矿型二氧化钛具有强大的物理吸附能力，能够快速、大量吸附煤炭燃烧过程中所产生的污染物。实践经验证实，在采用这种纳米级助燃剂之后，当烧结温度达到540℃时，其吸附能力超过了27.0mg（二氧化硫）/g（二氧化钛），并在再生之后，其吸附能力也会超过15.0mg/g[1-2]。这一结果说明，在再生之后的纳米级助燃剂中也具有一定的环保能力，所以其再生能力是可行的。

2.1.2光催化在大气处理中的应用

电力生产中经常会产生大量的污染气体，因此电力环保中不仅需要使用纳米级助燃剂等物质，还需要从光催化的角度入手，将无机纳米材料与光催化结合在一起，通过构成一个复合型的污染物吸附结构，达到提高电力生产环保型的目的。例如，选择将二氧化钛附着在分子筛、硅胶、陶瓷等物质上，通过这些物质来增加二氧化钛的表面积，达到增二氧化钛表面积，提高污染物降解率的目的。当前多数地区的实践经验证实，采用扩大后表面积的二氧化钛，对于去除大气中的氧化氮物质具有良好的性能。

除此之外，二氧化硫作为一种常见的大气污染物已经得到全社会的广泛关注，有关二氧化硫的电力环保问题已经得到相关人员的广泛关注。从当前相关技术的发展情况来看，有学者采用化学氧化、催化燃烧等手段来完成环保生产，但是相比之下，这些技术都存在一定的弊端，包括设备的投资费用高、污染物去除效果差、容易引发二次污染等，这些都会直接影响电力环保的整体质量。随着无机纳米材料的进一步发展，相关学者发现半导体光催化剂在光催化氧化去除污染物方面具有一定的应用效果。氧化锌作为一种重要的半导体光催化剂，该物质在能练的储存与转换中发挥着重要作用，基于氧化锌出现的超微粒子具有更强的物理性能，包括磁性水平高、光吸收能力强等，其在电力环保中的催化反应已经得到了很多人员的关注。通过在电力生产过程中直接注入超微粒子，能够提高大气内的二氧化钛、氧化锌的水平，这些物质在光照条件下将会快速发生氧化还原反应，这对于改善大气的污染情况是十分有利的。

2.2无机纳米材料在电力环保水污染处理中的应用

水污染也是电力生产中面临的一个主要问题，为了能够达到电力环保的目的，相关人员在水污染处理中就可以充分利用无机纳米材料，例如纳米二氧化钛光催化作用就具有强大的污水处理能力，与传统技术相比，具有净度高的优势，通过无机纳米材料直接与污水中的有机物进行充分的接触，进而将有机物快速的吸附在表面上；同时依靠无机纳米的紫外光吸附能力，二氧化钛具有强大的光催化降解能力，在与废水中的污染物接触之后，将会快速分解掉其中的污染物，达到改善废水污染情况的目的。

以为例，该物质具有很强的致癌性，其毒性要远高于，是当前电力生产中一种常见的污染物，我国相关法律明显确定，地表水中的离子含量最高为0.1mg•L，但是在电力生产过程中，废水污染物中的却经常会超过这一标准。在这种情况下，将无机纳米材料应用到废水的处理中，通过二氧化钛所具有的光催化降解作用，直接将废水中的还原成为，之后与发生化学反应，让污染物以固体沉淀物的方式从废水中快速的分离开来，显著改善了废水污染情况。

结论

无机纳米材料在电力环保中具有极高的应用价值，从本次研究结果可知，利用无机纳米材料的先进性，能够利用该材料的化学性能与物理性能，针对性的处理电力生产过程中出现的污染现象，实现变废为宝，因此具有推广价值。因此可以预见，在未来我国社会可持续发展、绿色发展的大环境之下，无机纳米材料将会成为未来电力环保的关键点，应该得到相关人员的重视。

参考文献

[1]张国彦，张纪斌，杨柏.高折射率聚合物-无机纳米光学杂化材料的设计与制备及其应用[J].高分子学报，2013(05):589-599.

[2]刘存芳，马洁霞.聚氨酯与无机纳米复合材料的性能研究[J].建筑节能，2013，41(04):52-54.