【導語】
在科技飛速發展的浪潮中,蘇州非礦院步履不停,攻克重重科研技術難關,取得了一系列突破性成果。從選礦工藝優化到綠色技術創新,每項成果都為公司發展添能,為行業進步助力。本系列報道將深入科研一線,帶您了解這些科技成果背后的創新故事,見證科技如何改變產業,賦能未來!敬請關注!
研究背景
當前,我國水污染與室內空氣污染問題不容忽視。工業廢水與生活污水排放,加劇了水體富營養化與重金屬污染;同時,裝修材料釋放的甲醛等有害氣體,持續污染室內空氣,威脅居民健康。在此背景下,蘇州非礦院依托“十三五”國家重點研發計劃,集成納米化、活化改性及復合材料設計等核心技術,成功研發多款高效低成本的礦物基吸附材料,在水污染治理與室內空氣凈化領域實現落地應用,該成果為“雙碳”目標下的環境治理提供了創新性解決方案。
核心技術突破:提升吸附性能
高壓均質技術:實現礦物納米化高效制備
通過引入納米高壓均質技術,通過精準調控高剪切力、空穴效應及對撞作用,實現了層、架狀非金屬礦物片層剝離,得到一種一維納米超細材料:將礦物粒徑細化至400nm以下。提升其比表面積和表面極性,為后續吸附、催化功能發揮奠定基礎。,
梯度活化工藝:激活礦物“隱藏潛能”
通過微酸水熱活化技術,在水熱作用下微酸環境中實現了礦物材料孔結構及表面性質調整,得到了一種超細活性材料。該材料比表面積增大到278.4m2/g、孔容0.695cc/g、孔徑0.904nm,表面電負性進一步增強,雜質吸收峰消失。同時將礦物的結構水能夠轉化為吸附水,進一步增強了對甲醛的吸附能力。
多功能復合改性:精準適配應用場景
有機改性:采用干法接枝改性工藝,礦物材料進行表面處理,在其表面嫁接了含有氨基的基團。利用氨基與甲醛具有很好的選擇性吸附,同時基于氨基與醛基的曼尼希反應,實現了改性材料對甲醛的化學吸附固化作用,表現出良好的去除效果,吸附性能測試表明甲醛去除率可達94.8%。
催化功能化:針對單一礦物材料存在的功能有限、無法長效及循環使用難的問題,以非金屬礦物材料為載體,搭載TiO2催化劑,采用化學沉淀法制備了一種可見光響應型礦物復合材料,該復合材料對甲醛的降解率達到93.5%。
應用成效
從凈化污水到清潔空氣
水處理領域:高效凈化工業廢水
基于上述技術的作用機理,我院研發出的膨潤土基高性能的礦物基凈化材料在蘇州市某市政污水處理廠得到成功應用,實踐表明COD、氨氮去除率均達到80%以上,當用量0.8%時,總磷去除率也達到80%以上。

圖 吸附劑產品

圖 污水處理前后
室內空氣凈化:打造健康呼吸環境
綜合上述技術,我院研發的TiO2/海泡石空氣凈化礦物功能復合材料成功在涂料、膠黏劑等行業中得到應用,實踐表明甲醛24h去除率≥93%、苯去除率≥88%,應用效果顯著。

圖 TiO2/海泡石復合材料的SEM圖
相關技術成果獲得中國建材集團有限公司技術革新獎,發布團體化標準3項,授權發明專利2項。
展望未來
蘇州非礦院研發的礦物基吸附材料在水污染治理與室內空氣凈化領域的突破,為環境治理提供了創新路徑。未來,該技術將深化“礦物活化-催化降解”協同機制研究,拓展至工業廢水重金屬吸附、VOCs治理等領域,結合智能材料設計與模塊化裝備集成,構建覆蓋“空氣-水體-土壤”的全鏈條污染治理體系,為“雙碳”目標下環境治理與資源循環提供系統性解決方案。
