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項目簡介 本技術被用于處理含有 100mg/L 痕量過渡金屬離子中性或弱酸性水體，每體積處理劑可

重金屬污染事故頻發，使其成為全社會持續高度關注的環境熱點問題之一。吸附法具有投資少、操作簡單、選擇性好、不產生二次污染等優點，是中低濃度重金屬廢水處理的常用方法。但在高鹽廢水中，吸附過程往往受到共存干擾離子的影響，傳統吸附劑的吸附容量較低。針對這一矛盾，本論文開展磷酸氫錫系列無機新型高效吸附材料的開發和應用研究。關于磷酸氫錫吸附特性及機理研究，目前開展的很少。關于磷酸氫錫的固定化理論及應用等方面的研究也未見報道。 本論文以模擬水熱合成法和液相沉淀法分別合成得到晶體磷酸氫錫、無定形磷酸氫錫，采用平衡吸附法分別研究了單離子、雙離子和三離子體系中對水溶液中Pb(II)、Cu(II)和Zn(II)的吸附性能，考察了高鹽介質對吸附性能的影響，綜合運用XRD、SEM、TEM、FT-IR、TG、比表面積和孔隙率測定、電位滴定等技術手段研究了兩種材料的結構和表面化學特征，揭示了磷酸氫錫材料吸附重金屬離子的機理。另分別采用三種主要成分均為SiO_2的材料負載無定形磷酸氫錫，考察了這些固定化材料在模擬海水中的吸附性能。

目前重金屬及含砷廢水的處理是世界性難題，缺乏有效的處理技術，盡管生物法、電解法、混凝、吸附、反滲透技術等能達到一定的處理效果，但存在處理成本過高、能耗大 、操作困難、易產生二次污染的問題，難以被企業接受。本項目針對混合重金屬廢水處理成本高、出水難達標的難題，基于納米鐵(nZVI)的核殼結構理論，合成一種經濟高效、協同去除廢水中多種金屬的高活性鐵基材料，即結構態羥基活性亞鐵（SRF），具有大于傳統材料10000倍以上的比表面積和界面反應活性，它具有納米鐵的反應活性，但是克服了納米鐵昂貴的成本，對廢水中的重金屬離子具有高效網捕功能。但避免了表面鈍化、團聚帶來的nZVI活性降低、顆粒增大、反應效率低的問題。SRF是無毒、無害、無污染的綠色試劑，通過吸附、還原、共沉淀的方法去同步除水中的重金屬離子和砷，而且適用pH范圍廣，產泥量少，成本低。能廣泛適用于各類重金屬工業廢水處理（如冶金、電鍍、化工、電路板、皮革等行業產生的重金屬廢水），并有利于實現金屬資源化利用，具有較好的市場前景。 課題組相繼承擔國家級項目（863計劃項目3項、國家自然科學基金2項、國家科技支撐計劃2項）和省部級項目（上海市、教育部、江蘇省）二十余項，并獲得上海市技術發明一等獎一項，上海市技術發明二等獎一項，中國國際工業博覽會創新獎一項。目前擁有難降解工業廢水處理處理及相關領域發明專利十多項。課題組目前主要研究難降解工業廢水深度處理相關課題，在金屬廢水處理方面，已承擔自然科學基金項目“納米鐵殼層物種反應活性及原位礦物轉化同步除砷機制”。 市場前景： 近年來我國經濟快速發展，工業布局、產業結構沒有明顯改善，工業生產工藝、污染治理水平沒有有效提高，全國涉重金屬重點行業產能產量持續增加，重金屬污染物排放量（鉛除外）仍在增加，一些污染物排放量增幅還很大（汞增幅為26％）。我國重金屬污染較為嚴重，主要體現在以下兩個方面：一是重金屬污染物產生和排放量大，根據第一次全國污染源普查結果，2007年全國廢水中鉛、汞、鎘、鉻、砷等五種重金屬產生量為2.54萬噸，排放量近900（897.3）噸。大氣中上述五種重金屬污染物排放量約9500噸。列入國家危險廢物名錄中含上述五種重金屬的危險廢物產生量為1690萬噸。再一個是重金屬污染的危害是影響較為突出，重金屬土壤污染會導致農作物中重金屬超標，從而影響人體健康；一些地方由于重金屬的大氣污染或水污染導致人體健康受到損害或威脅，對群眾健康造成了嚴重威脅。據統計，在2011年1到8月，全國發生了11起重金屬污染事件，對周邊生態環境的影響范圍之廣、對民眾生命健康的危害之大，引發了社會的高度關注。 環境污染事故的發生也多為工業污水事故，為了有效地改善水質，中國每年用于水資源保護項目的資金近千億元。傳統的水處理工藝很難滿足水處理方面的要求，新興的污水深度處理技術在價格與處理效率上存在一定的缺陷，開發成熟廉價的污水處理技術及其配套產業設備等具有廣闊的商業市場。目前市場上存在多種應用于工業金屬廢水處理的技術手段，深度處理技術種類多，沒有形成一種主導的技術手段，所以廢水深度處理領域具有強大的競爭優勢。而且，重金屬廢水處理系統工藝復雜，運營成本高，廢水中重金屬含量超標，不能達標排放，排到環境中污染土壤和水源，有價值的金屬白白流失，難以回收，廢水處理產生的重金屬污泥成為危險廢棄物，處置要求嚴格花費高。因此，開發技術成熟、成本低廉的金屬廢水處理技術具有廣闊的應用市場，且市場需求大，進駐門檻低。本項目研發的多羥基亞鐵材料技術，具有技術成熟，投資、運行成本低等優勢，高效處理重金屬以及含砷廢水，廣泛適用于各類重金屬工業廢水處理，回收重金屬，實現循環經濟與清潔生產，在重金屬廢水深度處理領域具有強大的競爭優勢。

項目簡介： 現代工業高速發展的同時也對環境造成了污染，重金屬對水體的 污染極大程度地損害了農、林、牧、漁等產業的發展，同時也對人民 的健康和生命造成威脅。因此有必要對被重金屬污染的水體進行綜合 性治理。 本項目提出聯合使用聚合物絮凝劑和螯合樹脂（包括螯合纖維） 對水中重金屬的去除提出治理方案。1．使用天然殼聚糖作絮凝劑對重金屬污水進行預處理 2．使用氨基膦酸螯合樹脂對預處理后等重金屬超標廢水精制可 達到國家排放標準 3．使用輻照接枝制備功能化離子交換纖維實現對重金屬廢水的 處理 綜合使用殼聚糖、氨基磷酸樹脂、接枝纖維可以使重金屬污水的 處理技術提升一個新的臺階。在實現重金屬廢水治理的同時建立環保 產業鏈。一方面利用甲殼素原料方面的優勢，建立生產殼聚糖的工廠。 另一方面擴大氨基磷酸樹脂的產量和使用范圍。此外還可以解決輻照 站資源浪費問題。達到一舉多得的目的。

現代工業高速發展的同時也對環境造成了污染，重金屬對水體的污染極大程度地損害了農、林、牧、漁等產業的發展，同時也對人民的健康和生命造成威脅。因此有必要對被重金屬污染的水體進行綜合性治理。 本項目提出聯合使用聚合物絮凝劑和螯合樹脂（包括螯合纖維）對水中重金屬的去除提出治理方案。1．使用天然殼聚糖作絮凝劑對重金屬污水進行預處理 甲殼素可從蝦蟹殼中提取獲得，是可再生資源。甲殼素在地球上的含量僅次于纖維素年產量約在1010ｔ～1011

一、項目進展 創意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業 入學/畢業時間 學號 鄧多多 化學化工/化學工程 2018.9/2022.6 201831044104 三、指導教師 姓名 學院/所學專業 職務/職稱 研究方向 王娜 化學化工/制藥工程 實驗教師/高級實驗師 環境功能材料 四、項目簡介 聚乙烯亞胺是一種包含伯胺，仲胺和叔胺的部分支鏈聚合物。本項目根據聚乙烯亞胺和單寧酸的性質，采用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）與超支化聚乙烯亞胺作為紡絲的前體材料，通過靜電紡絲制備納米級纖維膜，再與戊二醛交聯，使纖維膜具有水不溶性，最后與單寧酸接枝。制備出一種新型纖維膜并用于吸附水中Cr(VI)離子。

1 成果簡介塵霾正對人們的日常生活產生著越來越嚴重的影響，而由于其空間廣闊、流動性強，存在著遠遠大于治理固定污染源的難度。 大霧導致高速公路封閉給人們出行帶來的不便和運營商帶來的經濟損失巨大，但由于水霧空間大、流動性強，治理難度同樣巨大。 基于十多年對細微顆粒/霧滴在電磁流體場中運動行為的研究，對 PM2.5 顆粒/霧滴的物理化學性質、對其凝聚變大及被吸附清除，從機理上有了更深入的認識。目前已成熟的除霾/除霧車技術，可望能像城市垃圾清掃車清理地面垃圾一樣對空氣中的塵霾實現有效清除、能像神話盾構機挖掘山體一樣在高速公路上開出一條無霧隧道。2 應用說明除霾/除霧車主體是利用了細微顆粒凝聚技術和吸附技術的凈化設備，經過該設備的空氣中的塵霾/霧滴被高效清除。為增大控制區域，凈化設備配備循環風機。以類似城市垃圾清掃車的除霾車為例，通常情況下，考慮吹、吸氣流的速度場分布特點，為使旁邊行人和車輛沒有感覺，采取污染空氣從下部吸入，凈化后從上部吹出，在壓差作用下空氣循環，使街道空間的塵霾得到有效清除。3 效益分析雖然相對于龐大的城市上空空間，除霾車循環風所掠過凈化的空間過于渺小，有如一把笤帚清掃天安門廣場，但在垃圾清掃車問世之前，笤帚還是唯一可用的工具。相信人們不會因其是單個時的效果甚微而給予否定，而是期待它們會更多更有效。而且，雖然由于刮風或擴散導致除霾車循環風掠過的本是 95%以上凈化效率的空間，過一會兒看上去就不明顯，但空氣中的塵霾確實在減少，人們還是能看重他的實際效果。而且，除霾涉及民生問題。因此，相信除霾車有著廣闊的應用前景。 高速公路除霧車的移動速度不及高速行駛的過往車輛，工作時可能在其移動的車道上會對后車有一定阻擋，但相信后車司機繞行除霧車時的煩惱遠遠小于被堵在收費口或不得不去繞行鄉間公路。因此，高速公路運營商會選擇不大的一次性投入，而保障源源不斷的過路收費。4 合作方式聯合開發、填補國內外空白。5 項目所屬行業領域能源環境、 公共安全。

產品詳細介紹產品名稱：除鐵除錳過濾器 產品描述：     我國有很多地區的地下水中，鐵和錳的含量較高，超過或大大超過了生活飲用水衛生標準和工業用水標準。含鐵、錳水有鐵腥味，使用中能在各種家用器具上產生棕色銹斑，洗滌衣服會染成黃色或棕黃色污漬、沉淀在管道內壁的鐵質可使鐵菌生長，使水龍頭放出“紅水”；含鐵（錳）水用于造紙、紡織、軟片制造或制革等，可使產品產生污點，無法提高產品質量。   鐵和錳在水中往往同時存在，我國生活飲用水衛生標準規定，鐵含量≤0.3mg/L，錳含量≤0.1mg/L，長期飲用含鐵、含錳高的水對人體不利，對紡織、造紙、釀造、食品等影響產品質量，對物品生成斑點，且腐蝕設備，故要進行除鐵除錳處理。 工作原理：   空氣中的氧氣將水中Fe2+和Mn2+氧化成不溶于水的Fe3+和MnO2，再結合天然錳砂的催化、吸附、過濾將水中鐵錳離子去除。   適用范圍：   進水Fe2+≦20mg/L，Mn2+≦10mg/L，出水Fe2+≦0.3mg/L，Mn2+≦0.1mg/L。   技 術 參 數 工作壓力(Mpa) ≤0.6 含鐵量(ml/L) ≤10mg/L 工作溫度(C) 5~50 含錳量 (ml/L) ≤2mg/L 進水濁度(mg/L) ≤5 pH 值 ＞5.5

從寒假到現在，清華大學天津高端裝備研究院表界面微納技術研究所（以下簡稱清華高端院表界面所）的實驗室里，科研人員已連續忙碌了好多天。為了趕制捐獻給抗疫醫務人員的消毒除菌凝膠，留在天津的研究所員工幾乎全部上崗。由于生產線工人沒有復工，這些科研工作者們就成了“臨時工”，實驗室成了“臨時生產線”。“相比傳統噴灑消毒液的方式，緩釋二氧化氯可以實現長期持續消毒，無死角覆蓋，是一種更好的消毒方式。”清華高端院表界面所常務副所長杜川說。在北京清華長庚醫院執行院長董家鴻院士的建議下，大年初二，高端院應急專項小組緊急集結，針對除菌消毒的應用需求，在之前技術儲備的基礎上，以最快的速度研發出以緩釋二氧化氯技術為核心的消毒除菌凝膠，為這場特殊戰“疫”提供綠色、安全、長期高效的消毒除菌新手段。經廣東省微生物分析檢測中心檢測，殺菌率達到99.9%。一瓶消毒除菌凝膠可以在10—20平方米的房間使用1—2個月，而且其揮發濃度僅為美國國家職業安全衛生協會建議暴露限值0.1ppm濃度（parts per million）的三分之一，在保證消殺效果的同時，不會對人體健康產生影響。

1 成果簡介大霧導致客機不能起降給乘客帶來的麻煩和給機場帶來的損失是巨大的，而由于機場及其上方空間廣闊、水霧擴散性強，有效除霧的難度同樣也是巨大的。 霧滴有著與細微固體顆粒同樣的荷電特性，以及在電磁流體場中的運動行為。基于十多年對細微顆粒凝聚變大及被吸附清除研究形成的除霧技術，可望對機場及其上空霧滴實現高效清除，從而大幅度降低大霧對航班的影響。2 應用說明采用飛艇懸掛除霧網受控飛行，或氣球懸掛除霧網、下方再由機動車拖曳的方式移動，使除霧網掠過濃霧區域，將霧滴清除。 除霧網采取碳纖維等輕型材料制造，其中極板采用格柵結構，通電工作。 無論是飛艇、氣球，還是除霧網上，都采用可靠的安保措施。 除霧網的高度可以做的足夠大，因此擬清除大霧的高度方向上可以只設置一架飛艇。水平方向上通常可能不是單一飛艇工作，而是幾架飛艇聯合工作，由此可以掠過足夠的寬度以保證航班的起降和滑行。即使由于濃霧的擴散，可能一段時間后能見度又降低的不符合起降標準，這個時間段也會是一個理想的長度。3 效益分析除霧工作時，本已是航班停運期間，除霧不影響機場運行，也不存在安全隱患。因此，該技術一定能受到機場的歡迎。4 合作方式聯合開發、填補國內外空白。5 項目所屬行業領域能源環境。