生物纳米复合材料的合成及其在污水处理中的应用

作     者：邹静 王正良 佘跃惠 ZOU Jing;WANG Zhengliang;SHE Yuehui

作者机构：长江大学化学与环境工程学院荆州434100 长江大学石油工程学院武汉430100 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2022年第39卷第4期

页      面：1534-1546页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然基金重点项目(NSFC51634008) 国家自然基金(NSFC51574038) 国家重大科技专项(2017ZX05009-004)。 

主　　题：生物纳米复合材料 合成 吸附 光催化 抗菌 净化 污水处理 

摘      要：物理、化学和生物等传统污水处理的方法在处理效能、人体健康和环境保护等方面仍有诸多不足之处,而利用生物纳米复合材料可有效解决上述传统污水处理方法存在的问题,是在污水处理中具有巨大应用前景的新型材料。本综述阐述了生物纳米复合材料的合成机制,剖析了生物纳米复合材料进行水处理的吸附、光催化、抗菌机制及其在水中重金属、有机染料、药物、无机盐等污染物去除方面的应用,包括通过取代纳米表面的羟基官能团吸附氟离子,通过静电相互作用和离子相互作用吸附铬离子;吸收特定光谱的能量,催化氧化吸附在表面的污染物,最终使其降解或矿化,复合材料的生物部分能减小带隙,增大吸附面积;该材料可直接与微生物细胞相互作用,中断跨膜电子转移、破坏/穿透细胞包络或氧化细胞成分,或产生活性氧物质等二次产物。分析了该材料目前在控制纳米粒子的形态和粒径,快速提高纳米粒子产量和明确某些尺寸的纳米颗粒的毒性方面存在的问题。提出了未来生物纳米复合材料的发展方向,期望为实现高效可控的绿色生物纳米复合材料生产技术,应专注于细胞和生化过程的确切机制,优化反应参数,改善纳米颗粒的稳定性并探究纳米合成的生物材料范围,形成成熟的生物纳米复合材料合成技术方案。