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TECHNICAL ARTICLES
更新時間:2025-10-27
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納米材料因其獨特的表面效應和吸附性能,在 UV 法 COD 監測預處理中可有效去除干擾物質(如懸浮物、有機物污染、重金屬),顯著提升預處理效率,核心應用如下:
納米過濾材料去除懸浮物與膠體
傳統過濾的局限:常規濾膜(如 0.45μm)對納米級膠體顆粒(1-100nm)去除效果差,這些膠體仍會導致光散射干擾。
納米材料應用:
納米二氧化鈦(TiO?)復合膜:在傳統濾膜表面涂覆納米 TiO?涂層,TiO?納米顆粒(粒徑 20-50nm)形成納米級孔隙(孔徑 5-50nm),可有效截留納米膠體顆粒,對濁度>100NTU 的水樣,處理后濁度可降至 5NTU 以下,且水通量是傳統濾膜的 2 倍(不易堵塞)。
納米纖維素膜:納米纖維素具有高比表面積(>100m2/g)和多孔結構,對水中懸浮物的吸附容量是傳統濾膜的 3-5 倍,使用壽命延長至 1-2 周,適合高濁度地表水預處理。
納米吸附材料去除干擾有機物
干擾問題:水樣中的腐殖酸、染料等有色有機物會吸收 254nm 紫外光,導致 COD 測量值偏高,傳統活性炭吸附效率有限(尤其對小分子有機物)。
納米材料應用:
納米活性炭(AC):粒徑 10-50nm,比表面積>1500m2/g,對腐殖酸的吸附容量是傳統活性炭的 5 倍,10 分鐘內即可將水中腐殖酸濃度從 10mg/L 降至 0.5mg/L 以下,且可通過熱再生(300℃加熱)重復使用 50 次以上。
納米分子篩:如 ZSM-5 納米分子篩(孔徑 0.5nm),對特定尺寸的有機物(如染料分子)具有選擇性吸附作用,在印染廢水預處理中,可針對性去除染料,保留其他有機物,確保 COD 測量準確性。
納米催化材料降解還原性無機物
干擾問題:工業廢水中的亞硝酸鹽、硫化物等還原性無機物不吸收 254nm 紫外光,但會導致 UV 法與重鉻酸鉀法結果偏差(用戶易誤解為 UV 法不準)。
納米材料應用:
納米二氧化錳(MnO?):作為催化劑,在酸性條件下可快速氧化亞硝酸鹽(NO??→NO??),反應 3 分鐘轉化率>95%,且 MnO?不溶于水,不會引入新的干擾。
納米零價鐵(nZVI):可還原去除硫化物(S2?→S?),納米鐵比表面積大,反應活性是傳統鐵粉的 10 倍,處理后水中硫化物濃度<0.1mg/L,且不會影響有機物的紫外吸收。
應用優勢與注意事項
優勢:預處理效率高(速度快、去除率高)、材料可重復使用、無二次污染(多數納米材料化學穩定性好)。
注意事項:納米材料需固定化(如制成膜或顆粒),避免納米顆粒進入檢測系統;部分納米材料(如 nZVI)易氧化,需密封保存。