多孔陶瓷 多孔陶瓷治污.docx

环境污染对我国的经济发展和人民身体健康都具有重大影响。据统计，因环境污染造成的经济损失占国民生产总值的8％～15％，人民付出的健康代价更是无法估算。仅在北京，70％～80％的癌症病因与环境有关，尤其是肺癌，已经成为居民的第一大死因。随着科技的发展，有效治理与抑制日趋严重的环境污染，治理废水、废气、噪声更多地依赖高技术材料。 　　多孔陶瓷及改性滤料就是这样一种材料。 　　 　　什么是多孔陶瓷 　　 　　多孔陶瓷是一种含有气孔的固体材料，作为新型功能材料，它结合了多孔材料的高比表面积和陶瓷材料的理化稳定性，具有一定尺寸和数量的孔隙结构。多孔陶瓷材料的发展始于19世纪70年代，初期仅作为细菌过滤材料使用。随着科学技术的发展，人们控制其孔径、孔的形状、孔隙率、孔径分布、容重的能力不断提高，因而多孔陶瓷日益成为一种重要的环境材料，在许多领域都得到了应用。 　　多孔陶瓷一般可根据其孔穴排列方式、孔的大小、材质来分类。根据孔穴排列方式可分为蜂窝陶瓷材料和泡沫材料，而后者还可进一步分为开孔(或网状)及闭孔陶瓷材料：据孔的大小可分为微孔材料(孔隙直径小于2纳米)、介孔材料(孔隙直径介于2～50纳米)、宏孔材料(孔隙直径大于50纳米)；根据材质可分为高硅质硅酸盐材料、铝硅酸盐材料、精陶质材料、硅藻土质材料、刚玉和金刚砂材料、堇青石材料、采用工业废料的材料。 　　 　　多孔陶瓷有何特点 　　 　　多孔陶瓷滤料化学稳定好，选择适宜的材质和工艺，可制成耐酸、耐碱的多孔制品，并且不会与其他物质发生化学反应，从而造成二次污染；孔隙率高，可达20％～95％，且孔径分布均匀和大小可控，渗透率高；强度高，刚性大，在冲击压力作用下不引起外形变化和孔径变形；热稳定性好，不会产生热变形、软化、氧化现象等，工作温度可高达1000℃；自身洁净状态好，无毒无味、无异物脱落，不会产生二次污染；体积密度小，具有发达的比表面积及其独特的表面特性，能吸附滤除大量微小的悬浮物，对液体和气体介质有选择透过性；再生性强，通过用液体或气体反冲洗，可基本恢复原有过滤能力，从而具有较长的使用寿命，同时抗菌性能好，不易被细菌降解。 　　这些优良的性质确保了多孔陶瓷在众多领域中的应用优势。一般在保证机械强度、化学稳定性、热稳定性的基础上，尽可能要求较高的孔隙率、较大的比表面积、较窄且均匀的孔径。 　　 　　多孔陶瓷在污染治理中的应用 　　 　　由于多孔陶瓷具有许多优良特性，因而成为一种很有发展前途的生态环境材料，并在环境治理中得到了广泛应用。 　　多孔陶瓷具有特殊的结构，当滤液通过时，其中的悬浮物、胶体物和微生物等污染物质被阻截在过滤介质表面或内部，同时附着在污染物上的病毒等也一起被截留。这一过程是吸附、表面过滤和深层过滤相结合的过程，且以深层过滤为主。由于孔结构发达，因而多孔陶瓷的比表面积较大，能够吸附水中微小的悬浮物，主要以物理吸附为主。表面过滤主要发生在过滤介质的表面，多孔陶瓷起一种筛滤的作用，大于微孔孔径的颗粒被截留，被截留的颗粒在过滤介质表面产生架桥现象，形成了一层滤膜，这层滤膜也能起到重要的过滤作用，可防止杂质进入过滤层内部将微孔很快堵塞。深层过滤发生在多孔陶瓷内部，由于多孔陶瓷孔道的迂回，加上流体介质在颗粒表面形成的拱桥效应，惯性冲撞如布朗运动的影响，因此其过滤精度比本身孔径小得多，对液体介质约为多孔陶瓷孔