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这群来自天津的“00后”,用“太阳光”办了件大事……网信宁河2023-11-24 15:43网信宁河2023-11-24 15:43

来源: 发表时间:2024-11-07 13:38:41

阳光0后是群自地球万物赖以生存的要素,是天津太阳人类生存的保证。长久以来 ,光办我们对阳光的事网利用和研发 ,也为社会发展做出了很多贡献 ,信宁信宁如太阳能发电厂 ,河网河太阳能热水器0后医学领域的群自光疗法……  在天津职业大学 ,有这样一个主要由“00后”组成的天津太阳团队,这几年 ,光办他们在“对付”工业生产废水中的事网新污染物时,经过不断的信宁信宁创新和实验验证 ,发明了一种“太阳光催化剂” 。河网河在这种催化剂0后作用下 ,工业废水中那些难降解的新污染物 ,降解率能够达到90%  ,且不会出现二次污染。  如今,这个年轻的团队已经申请了9项相关技术发明专利 ,其中4项专利已经获得授权  。今年10月底,他们的项目与来自全国2000多所本科、高职院校的40余万个项目同场竞技,获得了第十八届“挑战杯”全国二等奖,而这项成绩 ,也是天津市高职院校在“挑战杯”这个重量级国赛的“科技发明类”领域,取得的又一新突破。  给“新污染物”找克星  一场跨越5年的“传帮带”  “我们团队有个好听的名字 ,是学生们自己起的 ,叫‘阳光绿能’ 。”说起学生们的成绩,项目指导教师张发荣满脸自豪 ,现在的“阳光绿能”团队中 ,七八个主要成员 ,最大的21岁,最小的刚上大一 ,只有19岁 ,“我们的研究始于2018年年底 ,到现在5年了。其实研究初期还有几位‘98后’ ,但整个研究过程 ,还是‘00后’居多。”  “阳光绿能”团队研究的项目叫《太阳光催化剂——处理新污染物废水的新星》,之所以会研究这个课题,张发荣把时间拉回到了2017年 。那时的她刚从工作了九年的企业辞职 ,进入天津职业大学 ,成为了一名老师 。张发荣(右一)带领团队参加第十八届“挑战杯” ,他们的项目荣获全国二等奖  进入学校后,凭借着南开大学博士学历和多年的企业研发经验  ,张发荣加入了一些课题研究,其中一个课题是药厂废水新污染物处理。  新污染物风险防控和污染治理是“十四五”生态环保重点,所谓新污染物,是具有生物毒性 、环境持久性  、生物累积性的有毒有害化学物质,存在严重的生态环境风险。通常的处理方式主要有两种 。一种是向废水添加化学试剂,让污染物沉淀,但这个过程中,可能会出现二次污染;另一种是采用过滤膜进行物理过滤,但能够过滤掉的污染物是很有限的 。  张发荣说,“我们当时还在做一个太阳能电池板自清洁膜的课题,那个自清洁膜中添加了一种叫二氧化钛的试剂 ,我们同组的李建生老师就提出,是不是能用二氧化钛试试 ,于是我开始带队研究。”  工业废水对环境的污染 ,44岁的张发荣从小就有所体会。张发荣老家在山东  ,小时候在她家旁边有一条小河 ,水很清澈  ,每次父亲接她放学回家  ,她都会吵着去河里捡贝壳、抓鱼,但后来小河上游建了一家造纸厂,没过多久,小河的水变成了褐色 ,还散发着难闻的气味  ,“虽然现在这样的情况有所好转 ,但随着有毒有害化学物质的使用,新污染物也在不断地被发现。”纳米二氧化钛  “阳光绿能”团队研发的光催化剂 ,主要的成分是纳米二氧化钛 ,纳米二氧化钛在紫外线的作用下 ,能够产生一种具有强氧化性的自由基。张发荣比喻说,这种自由基就像一把锋利的刀,可以把有毒有害物质切碎,最终打散成二氧化碳和水 ,从而使工业废水中难降解的新污染物被彻底的氧化分解  ,而且纳米二氧化钛无毒 、无害  、成本低廉。  张发荣说 ,“现在 ,一些企业为了排放达标,用燃烧法处理,每吨污水的处理费用高达近2000元,而用我们的光催化剂,每吨处理费用也就几十块钱 。” 为了完善效率和回收问题  他们进行了上百次实验  “在研究的过程中 ,我们也发现,纳米二氧化钛也存在缺点,它只能吸收紫外光 ,而紫外光只占太阳光谱的约5%,太阳光利用率低 ,并且纳米二氧化钛在水中回收比较困难。这些问题都会阻碍它的工业化应用 。”21岁的团队成员孟浩天说,“为了解决这些问题,他们进行了上百次实验。”团队成员们在进行实验数据分析与研究  2021年,孟浩天从山西考入了天津职业大学化工安全技术与管理专业。在很多大学同学眼中,他勤奋好学 ,遇到不懂的问题,总会追着老师刨根问底 。他的这个钻劲儿  ,任课老师们也都看在眼里 ,在化学老师的推荐下 ,大一下学期,他成为了“阳光绿能”团队一员 。  同是山西老乡的武东蕾 ,与孟浩天是同班同学 ,她不仅长得漂亮  ,而且学习非常好 ,每次考试都是班级前三名,还获得过校奖学金、国家级奖学金 ,大二上学期,在孟浩天的推荐下 ,武东蕾也加入了“阳光绿能”团队 。  研究最忙时 ,团队里的所有成员,每天除了上课、吃饭、睡觉 ,其他时间都会在实验室里 ,进行配比试剂 、实验观察、记录实验数据等工作 ,“虽然有时也会累 ,但当某一个实验环节有所突破后 ,那种成就感会让我们特别快乐 。”武东蕾笑着说 。孟浩天(后)和武东蕾(前)在进行实验  可是突破却并不容易。  在解决纳米二氧化钛的光谱响应范围时,团队研究决定加入石墨烯材料,“纳米二氧化钛在吸光后会产生电子,如果不快速转化为自由基  ,电子就会‘跑’掉,石墨烯有强导电性 ,我们希望用石墨烯快速传输电子,转化自由基。”孟浩天说 ,理论是成立的 ,但实验过程很不顺利,他们连做了两个多月实验,尝试了各种配比,却始终不成功。后来他们才发现 ,石墨烯不溶于水,想要成功,要换成具有亲水性的氧化石墨烯材料,“有了氧化石墨烯及氧化铋等材料的加入,我们制备的光催化剂材料光谱响应范围,从只有紫外线,扩展到了紫外线和可见光  。”  效率问题解决了 ,回收问题怎么办?在经过了各种材料的尝试后 ,他们最终选择粉煤灰制作成的漂珠作为载体  ,将光催化剂材料涂抹在漂珠上 ,投入工业废水后  ,待光催化剂材料充分降解新污染物后,再从废水中捞出漂珠 ,捞出的漂珠还可以进行再利用,又大大节约了成本 。  4项发明专利已获授权  正在向工业领域逐步推广  2021年年底至今 ,“阳光绿能”团队已经陆续申请了9项发明专利,其中,“一种废水处理高活性可见光催化剂及其制备方法”“一种固体磷酸催化合成对羟基苯甘氨酸的方法”“一种左旋对羟基苯甘氨酸的清洁生产方法”“一种阿莫西林生产中间体的合成方法”等4项发明专利已获得授权。“阳光绿能”团队获得的核心发明专利之一  在孟浩天拍摄的一段实验中的延时视频里 ,一杯呈粉色的工业废水,在加入了他们的光催化剂材料后 ,经过三个小时的太阳光照后  ,溶液颜色由深变浅了  ,污水色度由500降到了50以下,水体有机污染的重要指标COD由500降到了50以下 。  “我们研究的这种光催化剂 ,在扩大光谱响应范围后,光照1天,可以降解废水中90%有机污染物,且不会造成二次污染 。”张发荣说 ,实验室是小试,想要验证研究成果,进行技术推广  ,还要在企业进行中试 。  今年4月  ,他们在一家化工染料工厂进行了中试,检测结果显示,采用光催化剂处理后的污水色度 、COD 、总氮 、总磷等6项指标数值,均有大幅度下降 ,符合环保局规定的排放标准 ,未出现对水环境造成影响的异常情况 。团队在企业进行中试 ,并洽谈合作  如今 ,“阳光绿能”团队已与30多家工业企业进行洽谈 ,并与7家企业签订了合作协议,“在工业废水中获得推广应用后 ,我们会向农业废水、石油开发废水 、制药废水等领域延伸 。”张发荣说。  今年年底 ,正在读大三的孟浩天 、武东蕾将奔赴各自的实习企业 ,他们也决定一边实习一边备战专升本考试  ,而新一批的“00后”也将接过研究“太阳光催化剂”的接力棒 ,向更多领域的水污染处理迈进 。举报/反馈

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