秸稈、稻殼、樹枝，這些材料農村裡隨處可見。在宣導低碳經濟的今天，以高新技術開發和利用生物質能源，代替石油、煤炭等礦物質能源，已成為解決能源與環境問題的重要途徑之一。通過將秸稈、稻殼等生物質加熱熱解，可以生產出供民用和工業使用的燃氣。但熱解氣中存在焦油會凝結在管路系統中，堵塞管道，不但影響氣化—發電系統的正常運轉，而且污染環境，在很大程度上限制了這一技術的推廣使用。
$ P* A$ p; u9 Y% k8 f: V6 ?8 ]# r納米研究取得系列成果 tvb now,tvbnow,bttvb( V* F3 d, ^* ~
47歲的陳天虎教授從事的納米礦物學與環境礦物材料研究，是從納米尺度研究礦物岩石材料以及礦物學理論應用於環境污染控制的新技術。「剛剛在哥本哈根召開的全球氣候大會，討論的不正是一個有關地球環境的問題嗎？」陳天虎教授說，從納米尺度揭示礦物介面化學過程和本質，進而從納米尺度認識各種地球化學過程和機理、認識納米顆粒效應及納米孔隙化學對地球化學過程、行為的影響，研究礦物介面作用與環境自淨化，對更好地認識地球，保護地球環境有著重要的意義。
* r8 ?3 a4 B& K: l" t7 U1 G0 @公仔箱論壇在國家863課題和5項國家自然科學基金課題的支持下，陳天虎教授和他的青年科技創新團隊8年來持續開展納米礦物與礦物環境材料研究，取得了一系列創新性成果。其中「凹凸棒石—金屬（氧化物）納米複合材料及其應用技術」等獲得發明專利授權13項，並大多已經進行了技術轉讓，成為企業發展的核心技術。這些研究成果技術含量和產品附加值高，潛在市場大，應用範圍廣，將會極大地推動凹凸棒石黏土優勢資源深加工和應用技術升級換代，帶動地方經濟發展。 & p9 p! q: E, r) p
生物質熱解技術適合快速推廣
5 f2 }! O) a4 U8 s+ ?1 |0 X8 i經過3年多的反覆試驗，陳天虎發現，一些天然納米礦物經過適當的加工後在高溫下具有很好的催化裂解焦油的作用。他經過系統的實驗研究，得到最佳的配方和催化裂解焦油反應條件，由此發明了一種在生物質氣化爐內催化裂解焦油的方法。具體措施是把加工後的納米礦物催化劑和秸稈、稻殼等生物質按一定的重量份比投加到生物質氣化爐內，在對生物質進行熱解氣化的同時，脫焦油催化劑在高溫下會催化裂解焦油，將焦油清除乾淨。這種方法簡便易行，從而大幅降低氣化爐產氣中焦油的含量，提高了產率。投加的礦物催化劑在進行催化裂解焦油後，一部分直接進入生物質熱解灰渣中，隨灰渣排出，對環境無污染；一部分隨生物質熱解氣一起進入氣體分離、淨化系統，被旋風分離器、洗滌器、袋式收塵器等分離出來。生物質熱解氣化和焦油催化裂解同時、同地進行，不需要另外專門的催化反應裝置和催化劑再生、回用裝置。這不但簡化了系統操作流程，降低了催化劑的成本，也克服了脫焦油催化劑結焦失活的障礙。 公仔箱論壇( \! G( G2 W- T; A2 f
「解決這一難題，為生物質能源的普及推廣掃清了障礙。生物質熱解技術效率高、設備簡單、成本低的特點可以完全發揮出來，非常適合於廣大農村地區未來快速推廣。」陳天虎說。 公仔箱論壇+ k& p# q: F! J8 }; O$ S
兩種吸附劑解決含氟水問題
* \/ O" M$ `* y o& htvb now,tvbnow,bttvb氟是機體生命活動必需的微量元素。但是，如果攝氟量過高，會影響人體的物質代謝，甚至造成氟中毒。截至2003年底，全國有氟斑牙患者3877萬人，4194萬飲水型地方性氟中毒病區人口需要除氟改水。除了氟以外，內地許多地區的飲用水中還存在著致癌致病元素——砷和鉻超標現象。長期飲用高砷水和高鉻水，不但會引起花皮病或皮膚角質化等皮膚病，還會導致黑腳病、神經病和血管損傷，也會增加心臟病發病率。 因此讓飽受飲水問題困擾的人們早一天喝上安全的飲用水，就成了陳天虎教授不竭的科研動力。經過反覆實驗，陳天虎發明了以凹凸棒石黏土為原料製備的納米複合除氟吸附劑、以硫化物礦物為原料的除砷酸鹽和鉻酸鹽吸附劑。這些基於硫化物礦物、凹凸棒石黏土的吸附劑用來作為地下水除砷、鉻吸附劑濾料，具有原料來源廣泛、成本低廉、處理效果好、吸附容量大的特點。這兩種類型吸附劑配合使用，能同時去除地下水中過量的鉻、砷和氟。 tvb now,tvbnow,bttvb% o$ R& K; k3 n
「這些方法安全可靠，設備簡單，可以很方便地在各地自來水廠中進行普及。」陳天虎指出，廉價、高效的納米礦物材料還可以解決很多環境保護中的難題，能夠為企業創造數以十億的產值。 |
發表於 2010-2-28 02:11 AM
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