水環境治理成焦點,鎢光觸媒前景光明

舉世矚目的中國共產黨第十九次全國代表大會勝利閉幕,10月25日,在同中外記者見面時,領航民族復興偉業的新一屆中央政治局常委,發出“新時代要有新氣象,更要有新作為”的宣言,中華民族再次開啟新的征程。

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習總書記在十九大報告的“著力解決突出環境問題”一節中,全面闡述了我國目前發展中的環境治理方針:“堅持全民共治、源頭防治,持續實施大氣污染防治行動,打贏藍天保衛戰。加快水污染防治,實施流域環境和近岸海域綜合治理。強化土壤污染管控和修復,加強農業面源污染防治,開展農村人居環境整治行動。加強固體廢棄物和垃圾處置。”

根據這一方針我們基本可以斷定,環保政策的強化對於我們鎢製品乃至整個中國冶金行業來說,企業成本將明顯提升,這應該也是大多數鎢從業參與者最為關注的焦點,其實我們是否也可以換一個角度去思考,環保政策的加強也將會為鎢製品行業帶來新的發展機遇呢?開源節流固然很重要、但是與其拼命省錢不如更努力去賺錢。提升鎢製品的附加值,開拓新的應用市場才是我們行業可持續利用資源和創造效益的最佳途徑。

水環境治理圖片

鎢是一種神奇的金屬,它就切切實實地存在於我們的現代化生活中,許多人只知道鎢就是用來做電燈、合金和武器的,卻不知道鎢也是重要的環保化工產品。進一步說,在鎢製品家族中,氧化鎢及其下游鎢化工製品是治理水污染性能最好的光觸媒產品之一。

習總書記在十九大報告中提到了“水污染治理方針,可以看出,水污染治理仍是重點,規模將進一步擴大。據環保部披露,2017年上半年《水污染防治行動計畫》重點任務進展情況是:全國地級及以上城市2100個黑臭水體中,完成整治工程的有927個,截至目前,仍有超過1000條黑臭水體未完成治理,這將是光催化劑行業一片可深耕的潛力市場。未來,環保業是大有可為的朝陽產業,而我們鎢製品行業也應順應這一潮流,研製和生產出更好光催化劑產品、在環境保護行業發揮特長,開拓新的天地。

光催化劑又稱為光觸媒,是一類性質穩定、無毒無害的水污染淨化材料。在光的照射下,光催化劑利用自然界存在的光能轉換成為化學反應所需的能量,來產生催化作用,使周圍的氧氣及水分子激發成極具氧化力的自由負離子,從而將所有對人體和環境有害的有機物質及部分無機物質進行無害分解或降解。這種技術可以幫助人類彌補和改善從前在工業生產中所犯下的水環境污染錯誤,也可以在未來防範和減少人類對水生態可能出現的環境污染。

光催化劑最早起源於日本,1972年,日本科學家在二氧化鈦電極上發現了水的分解,首次實現了水的光解,揭示了利用太陽能直接分解水制氫的可能性,開啟了半導體光催化時代的到來。經過多年的研究和應用,如今的光催化劑材料出現了百家爭鳴的局面,常用的光催化劑有金屬氧化物鈦、鋅、鐵、鉍和鎢,這其中應用最廣是鈦系和鎢系材料,這二系材料之間也經常被相互組合製成新的複合光催化劑材料。

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二氧化鈦是最早的光催化劑材料,也是被研究最多的光催化劑材料,二氧化鈦性質穩定、價格低廉,但其致命的缺點就是帶隙寬度為3.0-3.2eV,只能被波長較短的紫外光激發,這標誌著TIO2只能利用影響地球表面不超過5%太陽能中的紫外光來進行光催化作用,光量子效率降低,只能通過摻雜改性來滿足其光催化效果。

而用鎢基材料進行光催化就無需那樣麻煩,鎢光催化劑是一種主要的光觸媒產品,我國是鎢資源最為豐富的國家,對鎢的應用和研究均走在世界前沿。1983年,我國學者率先採用WO3處理印染廢水,取得了非常好的效果。從那時起,三氧化鎢以後起之秀之姿逐漸後來居上,不斷在環保領域被發掘和應用。不僅可用來治理水污染,也可用來治理火電廠的煙塵污染,風頭蓋過了二氧化鈦。

三氧化鎢因其禁帶寬度窄(2.4~2.8eV),其在可見光區吸收效果好而在光催化劑領域得到了廣泛的研究和關注。研究發現,氧化鎢的細微性越細、比表面積和表面活性就越大,光催化性能就越好,這也催生了納米氧化鎢的應用。但是在光催化劑領域,真正的明星不是三氧化鎢,而是氧化鎢的下游產品——鎢酸鹽類光催化劑

鎢酸鹽半導體光催化劑主要包括納米級的鎢酸鉍(Bi2WO6)、鎢酸鋅(ZnWO4)、鎢酸鉛(PbWO4)、鎢酸鋇(BaWO4)、鎢酸鎘(CdWO4)等非水溶性鎢酸鹽,它們具有易調控的晶體形貌、優異的光電性能、良好的材料相容性及相對親民的價格,近年來在光催化材料領域幹得風聲水起,以鎢酸鹽類或以鎢酸鹽為基礎複配的光催化劑材料是現在和未來治理水污染的主要手段(有關鎢酸鹽光催化劑的更詳細介紹,可在中鎢線上新聞網鎢知識欄目搜索)

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鎢酸鹽光催化劑可以降解染料廢水、酒精廢水、糖精廢水、醫藥廢水、電鍍廢水、養殖廢水、農藥廢水和造紙廢水等多種複合污染物,具有迅速,高效等特點,尤為重要是,鎢酸鹽催化劑對環境友好,不會造成二次污染,使人與自然和諧相處。這也契合了習總書記在十九大中曾提出”尊重自然、順應自然、保護自然”的要求。

十九大已閉幕,新的征程才開始。雖然在一段時間內,我們可能會因為環保政策而增加生產成本,但與之相對的是環保也為我們行業找到了新的發展天地。很多時候,機遇就在我們身邊,只是我們沒有發現。全世界的發展中國家不僅中國一個,還有印度、巴西、東南亞等地區,它們也正面對著粗放式工業發展所帶來的自然回應,認真提升我們的光催化處理技術,未來,也許我們的環保事業也能像中國高鐵、中國建築等中國製造一樣走出國門。