核技术及其在环境保护上的应用

核技术是治理环境污染方兴未艾的高新技术之一,在环境保护领域具有广阔的应用前景。在简要概述了核技术在环境保护中应用、研究现状的基础上,对其存在的问题及今后的主要研究方向进行探讨与展望。     

一步法低温合成二维CNx纳米材料及其对水中重金属离子的吸附性能

利用尿素和乙二胺四乙酸钠盐通过一步法低温固相裂解合成了二维纳米碳氮材料(2-D CN_x),实现了对水中重金属离子的吸附去除。系统地研究了2-D CN_x对水中重金属离子Cd~(2+)、Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附性能,其吸附动力学过程均符合准二级动力学模型,吸附等温线更符合Langmuir模型。结果表明:Cd~(2+)、Cu~(2+)和Pb~(2+)的初始浓度均为40 mg·L~(-1),在25℃下,达到平衡时吸附量分别达到了79.4、 58.5、 72.8 mg·g~(-1); 2-D CN_x在比较广泛的pH范围(3.0～9.0)内对重金属离子都具有比较好的吸附效果;吸附剂在吸附柱过滤穿透实验中表现出很好的吸附效果和可重复利用性,且具有良好的机械稳定性。进一步的机理分析探明,吸附主要基于材料表面的羟基和重金属离子交换及氨基与重金属离子的络合协同作用。     

溢油清除水面机器人在海洋石油污染处理中的应用

为解决现有清除溢油技术存在的效率低、自动化程度低、成本高等问题,针对其无法适应海面油污清理的机械化、智能化的需求,自主研发了一种超疏水亲油材料,即泡沫金属基浮油收集材料,设计并制作了溢油回收装置,结合自主水面机器人平台,研制出溢油清除水面机器人系统,该系统具有自主持续性吸油、自主巡航、自动识别油污等功能。实验表明,该超疏水亲油材料吸油效果良好,效率高,且吸油材料能够循环利用。通过水面机器人模拟测试分析可知,该溢油清除水面机器人系统能够实现海面油污清除的智能化、自动化,且具有较好的发展前景和应用前景。