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金禾水环境科技

镍基石墨烯矿化还原技术

2012/3/22


技术原理:
      基于自主研发的特殊二维C纳米超级材料的水治理技术,采用WQ-Ф500型、WQ-600型、WQ-1000型镍基石墨烯矿化还原水体治理设备,可以有效的清除水体中的有机污染物,如江河湖泊中的单细胞藻类生物和淤泥中的腐臭有机物质,化工、医药、造纸等行业排放到自然水域中的苯、酚、醚、酮等不易被传统方法降解的有机废物质。

核心原理:
      WQ系列设备(镍基石墨烯矿化还原设备)浸入水体中通电时,H2O分子中H原子的电子发生跃迁,水分子被电离解构,产生原子H和原子O。同时,为利用太阳光中近紫外线的能量,功能材料的禁带宽度 Eg 被设计为3.5ev左右,从而可以吸收太阳光中的紫外线(350-400nm)的能量。
      太阳光的辐照,使该功能材料吸收太阳光中的紫外线能量。当该能量hv≥Eg时,产生本征激发,生成电子-空穴对。该电子-空穴对在势垒作用下产生分离,电子向低能位置移动,空穴向高能位置移动,最后都进入水中,并产生复杂的光化学反应。

污水治理机理:
      超氧阴离子自由基和氢氧自由基具有超强的活性将和水中的污染物发生反应将污水净化,主要是超氧阴离子自由基O2¯和污水中细菌、霉藻、有机化合物等氧化为水和二氧化碳:O2¯+ 细菌、霉藻、有机化合物——mH2O + nCO2
      氢氧自由基OH将和甲醛、笨等(总挥发性有机化合物)有害物质反应生成无毒的水和二氧化碳:
OH +甲醛、笨等有害物质——mH2O + nCO2
      由于超氧阴离子自由基和氢氧自由基具有超强的活性,所以污水会向净化后的水移动,很快也会被净化,并有气泡产生(主要是二氧化碳、氧气等);新的污水又会流到已净化的区域被净化,这样很快将出现净化污水的链式反应。此外,流动的水会将超氧阴离子自由基和氢氧自由基带到其它的污水处,产生净化作用,所以流到的水域净化效果将加快。整个光照净化过程如下图所示。