天津市应用基础研究计划面上项目评审材料

天津市应用基础研究计划项目（自然科学基金）评审材料（仅供专家评审使用，请予保密）项目名称： 纳米分子筛/硅藻土复合去除水中苯类污染物的应用研究 申 请 者： 王银叶 所在单位： 通讯地址： 邮政编码： 电 话： 传 真： 电子信箱： 合作单位： 主管部门： 申请日期： 2006-05-29 天津市科学技术委员会二四年印制（VER.1.0）文档可自由编辑打印 一、基本信息研究项目项目名称纳米分子筛/硅藻土复合去除水中苯类污染物的应用研究 英文名称The Experimental Investigation on Removing of Phenyl Organic Contaminant in Water with Nano-zeolite /diatomite项目类别面上项目项目性质A.应用基础研究起止年月2007-04至2009-05是否有回避的评审专家合作单位数是否国际、港、澳、台合作项目应用产业领域环境与资源现处阶段应用基础研究技术来源自有指南代码名称污水和废水处理新技术、新方法、新材料代码L0102所属学科名称水污染化学相关学科名称矿产资源的利用研究代码B070202代码B061001申请者姓 名王银叶性别女民族汉族身份证号学 位其它专业技术职务（职称）教授出生年月1953-03行政职务最后学历1979年毕业于山西师范大学化学系主要研究领域水污染控制其它人才情况留学国别 出国日期 回国日期 出国事由 家庭电话单位电话实验室电话手 机电子信箱个人网页所在单位全 称单位地址邮 编联系人电话电子信箱性 质A.高校上级单位 代码 开户银行帐 号关键字纳米复合材料 纳米分子筛 硅藻土 苯类污染物 纳米复合材料主要研究内容和意义（中文摘要）选择纳米分子筛与硅藻土复配形成纳米复合材料，用于去除水中苯、甲苯、硝基苯等污染物，研究内容：1、复合粒子的表面特性及功能设计，包括复合粒子的成分、类型及尺寸大小，复合工艺；2、选定纳米复合材料的配方，测试不同条件下（用量、比例、pH值、浓度、温度）去除苯系污染物；3、探讨复合材料去除苯系污染物的反应机理。预期成果及完成形式（中文摘要）该项目预期研究出能够很好的去除水中有机污染物纳米复合材料的样品及复合材料在水处理应用中的工艺路线，参加学术交流23次，申请发明专利1项，撰写科技论文3-5篇，在核心刊物发表，在此项目的研究中培养硕士研究生5名。立项目的（中文摘要）据松花江流域苯系水污染的状况来看，采用粉末活性炭消除污染，活性炭吸附达到饱和后，进行再生处理困难，大量废弃的活性炭会造成二次污染。我们研究开发一种科学地、经济地、有效地消除水中苯系污染物的纳米复合新材料，既能很好的去除水中污染的苯系污染物，还能再生循环利用，以替代活性炭。立项意义（中文摘要）纳米分子筛/硅藻土复合材料研制与应用，对今后改善我国水源受石化类污染物的污染具有非常重要的环境意义与应用价值，复合材料的处理效果可与活性炭媲美，但能再生，可循环使用，其价格低于活性炭，适用于现有工厂的处理工艺改造和新建水厂，特别是在大规模生产中应用，具有简单、经济、安全等优点。项目组主要成员（不包括项目负责人）姓名身份证号性别职称学位从事专业工作单位电话电子邮件项目分工每年工作时间（月）赵建海男副教授博士学位环境工程配方调试7月/年韩非男硕士生硕士生市政工程材料筛分8月/年张楠女硕士生硕士生环境工程复合材料性能测试8月/年张大志男硕士生硕士生市政工程材料配方测试8月/年刘连生男副教授学士分析化学水质分析7月/年丁艳梅女讲师学士给排水工程材料再生测试7月/年总 人 数（包括负责人）其中按职称其中按学位高级中级初级其它博士后博士学位硕士学位博士生硕士生7110301003说明：高级、中级、初级人数自行填写，博士后、博士生、硕士生人员数、总人数自动生成。经 费 预 算 （单位：万元）经费来源预算金额其 中2007年2008年2009年2010年来源合计8431其中国家部委拨款市财政拨款8431区县财政配套主管部门配套单位自筹银行贷款其它经费支出预算金额其中市财政拨款计算依据支出合计88其中人员费设备费1.51.5反应器,自动控制装置能源材料费11分子筛原料，实验试剂，恒温设备，蠕动泵数显搅拌器，材料低值易耗品、计算、打印耗材、水、电、燃气等试验外协费2.52.5TEM透射电镜，SEM扫描电镜，XRD,比表面孔隙度测试等租赁费0.40.4小型实验场地差旅费0.90.9现场在线测实验、野外现场调研等费用；交通会议费0.80.8参加学术会议（23）国际科技合作经费期初运行费贷款贴息费管理费0.40.4按照项目经费的5%计算信息费0.30.3信息查询，文献检索其它费用0.20.2取样民工的劳务费等特别说明：购置仪器设备及其他资产明细表单位:万元序号仪器设备及其他资产名称单 位数量单价拨款资助资金备注合 计：项目批准后资助经费拨入的开户行帐号情况单位名称（全称）开户银行名称银行帐号 立项依据项目研究的必要性及应用前景（包括项目的研究意义，国内外研究概况、水平存在问题和发展趋势，主要参考文献及出处）由国家环保总局发布的2005年环境状况公报中水环境状况指出； 2005年，长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河等七大水系的411个地表水监测断面中，类、类和劣类水质的断面比例分别为41、32和27。其中，珠江、长江水质较好，辽河、淮河、黄河、松花江水质较差，海河污染严重。主要污染指标为氨氮、五日生化需氧量、高锰酸盐指数和石油类。 正是由于水环境状况的恶化，致使我国城市饮用水水源普遍存在有机物污染的现象，如上海检出700余种，天津检出200余种，条件比较好的北京水源也还检出60余种。山东省淄博市供水以地下水为主，地下水中共检出了93种有机污染物。中国科学院生态环境研究中心对京津唐地区地下水有机污染的初步研究表明，该地区地下水的有机污染物种类达133种。由前面的环境公报也可以看出，由于人类活动的直接影响，地表水受有机污染物污染的状况要比地下水更为严重。既然水源受有机物污染严重，那么饮用水中的情况又如何呢？据美国资料报道，在世界各种水体中已检出有机化合物2221种，饮用水中检出765种，其中117种被认为或被怀疑为致癌物,饮用水中有机物不容忽视. 由于地面水和地下水普遍受到不同程度的污染（主要是有机污染），饮用水安全问题目前受到极为广泛的关注。据对上海等市饮用水浓缩物的细胞染色体试验，多呈阳性反应，反映了当前城市饮用水确实潜在着安全性问题。清华大学环境科学与工程系水质科学与工程研究所最近对北京、宁波、绍兴、蚌埠和深圳5城市的饮用水水质进行调研和汇总时，发现这样一些有毒有害有机物出现的频率较高；苯、乙苯、氯苯、二氯苯、氯苯酚类、卤甲烷类、硝基苯酚类、邻苯二甲酸酯（酞酸酯）类、多环芳烃、DDT、DDE、六氯环己烷类等。这说明，饮用水中的有机污染物确实存在，应引起我们的密切关注。 自2005年11月松花江事件之后仅仅几个月,全国已发生与水相关的环境污染事故76起，超过2005年的总和，石化类的有机物的污染已经成为主要的污染源，.环境形势非常严峻。松花江的水污染问题，不仅仅是发生在哈尔滨地区，就其污染源来说，石化类的有机物污染在全国各地普遍存在，而且日益严重，焦点访谈再三报道此类问题。饮用水中存在有机物时，其主要危害有：大部分人工合成的有机化合物本身就具有一定毒性，危害人体健康；有机物是产生氯化消毒副产物（致癌物）的前体物，饮用水源中有机物含量直接影响氯化消毒副产物的生成量；有机物影响自来水的生物稳定性（即微生物在管网中重新生长的能力）。这些有机污染物在水体中不易降解，难以被常规净水工艺去除，在环境中有一定的生物积累性，大部分本身具有毒性，部分具有“三致”作用，对人类的健康构成潜在的威胁。苯类污染物是对人体健康是非常有危害的有机物。饮用水水质问题主要可以分为以下几个方面：第一个就是微量有机污染物；第二藻类及其代谢产物，包括藻毒素、嗅味、氯化消毒副产物 致病微生物，有机物对胶体的保护作用,稳定性铁锰、色度、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐等以及管网微生物的再繁殖和一些二次污染。我们进一步介绍，水中污染物对水质的影响。有机污染物具有致癌、致畸、致突变的作用，有些是内分泌干扰物质，被认为对人的生殖系统有破坏作用，或提前或者是延迟青春期的时间。美国饮用水基本法对饮用水中83种污染物定出最大污染浓度和最大污染浓度目标值，其中有机物达47种之多。与此同时，英国、法国、德国、加拿大等一些发达国家也对饮用水中有机物的种类和含量作出极为严格的限制，欧共体供水联合会于1991年底提出了修改饮用水水质指令的建议，明确要求限定农药、多环芳烃、酚类化合物等的种类和浓度。世界卫生组织（WHO）在对饮用水水质提出的标准中对20种有机物提出了限制浓度，加强饮用水的有机物控制势在必行。目前，仍然还沿用常规的给水处理工艺。对于水中微量的污染物这方面的工作进行得有限。常规给水处理工艺难以去除水中微量的污染物，特别是溶解性的有机物。饮用水中的有机物具有浓度低危害大，去除难等特点。常规净水工艺不能有效去除水中有机物，而且在水净化过程中加氯消毒后，还会使消毒副产物增多，从而使饮用水的致突活性增加，进而对人体健康有长远的威胁和影响。有机物对人体的危害，往往是滞后的，一般发现得病在人体上反应要达2030年。现在没发现的，不等于今后就不发生，因此要重视研究有机物对人体健康的影响。目前，哈尔滨、俄哈巴罗夫斯克市等区域发生严重的石化类有机物污染，哈尔滨苯系有机物污染物处理靠活性炭进行吸附净化，活性炭的吸附量达到饱和后，再生处理困难，大量废弃的活性炭会造成二次污染。现有的一些强化常规处理，或者是粉末活性炭这样的一个除污染方法，它们的处理效果都不理想。党中央、国务院高度重视松花江流域水污染防治工作，治理松花江流域水污染，已经列入“十一五”规划中，而且准备继续向松花江流域和东北地区提供援助并将长期支持东北地区和松花江流域的发展，并计划投资20亿美元实施松花江流域环境改善项目。因此选择适当的、优良的吸附剂去除水中的这类污染物是目前研究的最主要的方法之一， 因此,研究能够去除水中有机物污染的新材料、新工艺、新方法是迫在眉睫的事情。 现在国内外在这方面进行了大量的研究，研究了多孔的材料作为吸附剂净化水体。 Atsuko 等1, 研究了用小麦皮，成熟的种子，亚麻仔，豆类的麸皮等残渣对有机氯化物有很好的吸收效果。这些有机物如氯仿，二氯甲烷和苯的量与溶液中平衡浓度成对数关系。从而得到了一个线形关系，显示吸附关系符合Freundich类型。当这种残渣应用于含有0.1g/L的二氯甲烷，pH=10的废水时，废水中二氯甲烷在90分钟后可去除70到90。去除率和细胞内圆球颗粒的数目相关，这些细胞内的颗粒对有机氯化物的吸收有着很大影响。Chen, T.-C 2 利用石油化工污水处理厂的生物固体作为生物固体吸附剂对苯的吸附性能的进行了研究, 当进水中的苯浓度为800ppm(v)，吸附容量分别从59164mg/g。相对较大的BET和较小的平均直径会对苯有较大的吸附容量。王智慧等3利用活性炭纤维(ACF)这种新型高效的吸附材料，其比表面巨大且孔隙直接开在纤维表面，因而具有很高的吸附容量和很快的吸附、脱附速度，表面丰富的官能团使其具有一定的吸附选择性。采用粘胶基ACF对甲苯气体进行吸附取得了良好的效果，采用正交实验方法得出了实验过程的最佳操作参数。赵谦等4对活性炭纤维进行了改性处理对改性ACF的吸附性能、实际废水处理工艺进行试验研究，结果表明：改性ACF对硝基苯类化合物具有较强的选择性吸附能力，并且再生工艺简单，可以重复使用多次改性ACF作为处理含硝基苯类废水的吸附剂，可得到推广应用张爱丽5等采用新型NDA一150吸附树脂对生产废水中的对硝基苯酚(浓度为2643 mgL)进行了吸附行为研究。静态和动态实验结果表明，吸附平衡等温线与Langmuir模型拟合良好，树脂的极限吸附量为125.3 mg/g；吸附速率不只是吸附时间的函数，还与液固比有关；树脂的饱和吸附量为254.9 mg/g；穿透体积为41 BV，脱附液为10 BV 时脱附率为98.1% ，6次循环的再生率90% 。张红梅等6以聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)为改性剂，对天然钙基膨润土进行有机改性，比较PDMDAAC-膨润土与膨润土对对硝基苯酚废水的处理性能，研究了改性剂用量以及对硝基苯酚浓度、pH值、反应时间等因素对膨润土吸附去除率的影响结果表明：PDMDAAC改性膨润土对对硝基苯酚的吸附效果比膨润土有较大提高，吸附去除率达84 ；吸附后的PDMDAAC-膨润土可用酸进行再生，再生后对对硝基苯酚的吸附去除率没有明显下降；PDMDAAC-膨润土对对硝基苯酚的吸附行为可用Freundlich型吸附等温线较好地进行拟合。惠天凯等7 研究了改性凹凸棒土对水溶液中苯的吸附规律 结果表明，改性凹凸棒土对苯的吸附量和去除率提高了2倍多pH值对吸附量的影响甚小吸附量随温度上升而增加，改进的BET方程能较好地描述实验等温线，其吸附机理可能为表面的疏水作用与化学吸附和进入内部孔道吸附。郭焕晓等8研究了不同沸石去除微污染水中苯的效果。沸石是一种天然的多孔矿物，具有很大的比表面积，具有过滤作用，而且还具有去除水中有害的重金属离子和有机物的作用。实验结果表明经氯化钠在常温常压下活化处理后的缙云斜发沸石对苯具有最好的吸附性能。通过优选出的钠型白银块型斜发沸石和缙云斜发沸石对水中苯的动态过滤吸附试验，并与滤池中常用的石英砂滤料做对比，得出沸石对水中的微量苯的去除效果明显优于砂滤料。杨殿海等9通过静态试验方法研究了ZrO2纳米颗粒液相吸附联苯胺的性能，结果表明，虽然联苯胺均可与ZrO2纳米颗粒表面羟基及水分子形成氢键，但它与ZrO2纳米颗粒表面羟基之间形成的氢键稍强，吸附去除效果较好。刘转生等10利用煤为原料经过超细粉碎、化学处理、复合成型和后处理制得两种煤基超细复合吸附剂MMCA和AHCA，研究了二者对水溶液中硝基苯的吸附性能和吸附机理，其单层饱和吸附量分别为109.89mg/g和229.57mg/g。Koh S.M等11利用有机金属矿物为吸附剂去除废水中的苯酚、苯、甲苯。Gupta12指出吸附材料可以处理地表水和地下水中的污染物质，这些吸附材料包括活性矾土、活性炭、金属氧化物等；采用活性矾土处理1000加仑水的费用在0.0030.76美元。Meindersma13等人利用沸石膜分离工业规模的芳香烃，并对其经济可行性进行分析，研究表明只有降低膜材料的费用该项技术才可能有应用价值。用活性沸石代替滤池的砂滤料在一定程度上可以改善水源受苯类污染物污染的自来水厂出水水质。经活化后的天然沸石吸附剂代替传统砂滤池中的砂滤料，使滤池兼具有过滤去除水中浊度、细菌的作用，而且还具有去除水有毒的重金属离子和部分溶解性的苯，因此沸石可作为用于处理受苯微污染水的一种推荐过滤材料。尽管天然沸石是一种廉价的地方性材料，其应用效果受到一定的影响。课题组查阅了国内外的大量资料，研究开发出一种廉价、高效地消除水中苯类污染物复合新材料纳米沸石分子筛复合材料，以替代活性炭去除苯类有机物的污染。该复合材料系天然矿制备的多孔纳米分子筛与多孔的硅藻土复合，利用该复合材料替代活性炭去除水中有机污染物的污染，不仅能够很好的去除水中的有机类污染物，而且使用过的纳米复合材料可进行再生处理，其吸附的苯类有机物完全变成了二氧化碳和水，不会带来二次污染，完全可以重复利用，复合材料的功能完全可以和活性炭媲美。复合材料系天然矿组成，作为水处理的过滤材料，具有足够的强度，可循环使用，其价格低于活性炭，可以在不增设专门构筑物和不增加设备的前提下，改善出水水质，适用于现有工厂的处理工艺改造和新建水厂，特别是在大规模生产中应用，复合材料用于处理有机物污染的水，具有简单、经济、安全等优点，便于推广。复合材料在去除苯类有机污染物的污染水体的研究，无论在理论还是在应用开发上都具有非常重要的意义；在带来环境效益的同时，必将产生深远的社会效益和巨大的经济效益。参考文献：1 Adachi, Atsuko etal , Use of lees materials as an adsorbent for removal of organochlorine compounds or benzene from wastewater, hemosphere, 2005 ,58(6) :817-8222 Chen, T.C . etal ,Adsorption characteristics of benzene on biosolid adsorbent, Water Science and Technology, 2003, 47(1) :83-873 王智慧,张小平, 粘胶基活性炭纤维对甲苯的吸附及再生, 合成纤维工业,2005,28(4):7-94 赵谦，李春香，王晓红, 改性活性炭纤维及处理硝基苯废水的应用, 江苏大学学报(自然科学版) 2005,26(1)5 张爱丽，周集体,金若菲等，新型大孔树脂处理对硝基苯酚生产废水的研究，化 工 进 展,2005,24(7):780-7826 张红梅,彭先佳,栾兆坤等，PDMDAAC-膨润土对对硝基苯酚吸附特性的研究，环境 化学，2005，24（2）：2052087 惠天凯，裘祖楠 ，汪学才,改性凹凸棒土对水溶液中苯的吸附研究, 上海环境科学, 2000,19(7):317-3188 郭焕晓，王彦斌，邱溶处,沸石去除微污染水中的苯,硅铝化合物,2005年,（2）;29-329 杨殿海,顾国维,纳米材料ZrO2颗粒液相吸附去除联苯胺研究, 环境工程,2004,22(3):22-2310 刘转年，周安宁，金奇庭，新型煤基吸附剂吸附硝基苯的机理研究，煤炭转化，2006，29（1）：73-7611 Koh S.M，Dixon J.B，Preparation and application of organo-minerals as sorbents of phenol, benzene and toluene，Applied Clay Science,2001，18（3）：111-12212 Gupta. Bharat.B, Water Related Problems in India: Conventional and Emerging Technologies，Conference on Market Development of Water & Waste Technologies through Environmental Economics, 28th-29th May 2004, France,1-1413 G.W. Meindersma, A.B. de Haan，Economical feasibility of zeolite membranes for industrial scaleseparations of aromatic hydrocarbons，Desalination 149 (2002) 2934研究内容研究内容（说明研究工作的具体内容，指出重点应解决的科学和技术应用问题及要达到的技术指标，阐述预期成果应用的可能性和效益，或在学术、社会等方向的价值）。根据活性炭对水中有机污染物苯、甲苯、硝基苯等有机污染物的去除特性、变化规律及采用粉状活性炭去除方法和效果，在此基础之上研究开发纳米沸石分子筛与微米级的硅藻土复合组成纳米复合材料，并将纳米复合材料用于去除水体中苯类污染，研究出类似活性炭性质的复合新材料在水体中去除苯、硝基苯等有机污染物以替代活性炭。 主要研究内容：1、纳米复合粒子的表面特性及功能设计，包括复合粒子的成分、类型及尺寸大小，复合工艺的设计； (1)结构优势，孔状纳米级的分子筛与微米级的硅藻土的复合后的结构优势在于其结构可设计性和可调控性，即可根据应用需要，在较大范围内调变结构参数； (2)尺寸优势，根据应用需要，可在较大范围内较准调变上述尺寸； (3)性能优势，由于纳米复合材料结构的可调控性，可衍生出丰富多彩的性能，研究它们的自组装规律、空间结构及其物理化学性能，探索空间结构与性质和性能的关系规律。2、研究探索复合纳米微粒自组装排列所产生的协同效应及其影响；以现代电镜技术为主，研究上述材料自组装前后及各种阶段的形态、显微结构及其与制备条件的相互关系，从微观层次上探索混合粘土与混合聚合物复合的成因、形成过程中的作用和机理。同时，着眼于纳米复合粒子的应用基础，研究纳米复合材料的物理性能和纳米复合材料的过滤渗透性能。3、选定纳米复合材料的配方，测试不同条件下（用量、比例、pH值、浓度、温度）去除苯系污染物：探索和研究复合材料在不同的影响条件下对水体中苯、甲苯、二甲苯、硝基苯等苯类污染物的去除效果，测试外界的因素，调整复合材料的配方，探讨结构与性能的关系。4、探讨纳米复合材料去除苯系污染物的反应机理：分子筛与硅藻土都为多孔结构，随着两者以不同量的复合，其孔结构在发生变化，苯类污染物能够去除原因与复合材料孔结构特征和苯类化合物的性质、有机官能团有着密切联系，通过实验结果探讨复合材料的表面结构变化对苯类污染物去除的类型与方法。5、纳米复合材料与各种类型活性炭的反应机理的比较：根据实验结构比较复合材料与各种类型活性炭的反应机理，完善纳米复合材料的配比。6、纳米复合材料的再生及循环利用：复合材料的基材系硅酸盐，经过使用后可以进行再生处理循环使用，寻找快捷廉价的再生的方法，关系的到处理成本与在工业生产中应用的问题。研制的复合材料首先要选择原料来源广，价格低廉，具有多功能的除污染效果，并可以在大型的水处理中能够进行使用。根据我们课题组多年研究多孔材料的成果，纳米分子筛对苯类污染物有很好的去除作用，很难与水分离，把多孔的纳米分子筛与多孔的硅藻土结合起来，而形成的一种新的孔状化合物。在晶体结构上,它保持了孔状结构，从结构尺度上讲，复合后的材料是一种纳米级复合材料，将用它替代活性炭应用在水体中去除苯、甲苯、硝基苯等苯类污染物，该复合材料是几种材料在一定的配比条件下进行组合而形成的新材料，它具有吸附和絮凝多种作用，对水中的多种污染物具有强化去除作用，不仅能够去除水中的有机污染物，还能够去除水中重金属等多种功能。研究这样的技术，主要的考虑是利用现有的常规给水处理工艺流程，因为可以不改变现有处理工艺流程，不增加大的基建的投资，或者设备投资，所以它投资很小。这种方法既适合于现有水厂的改造，也适合于新水厂的建设。在带来环境效益的同时，必将产生深远的社会效益和巨大的经济效益。材料性能测试纳米分子筛与硅藻土复合正交试验最佳配比表面微结构孔道结构复合材料表征纳米复合材料处理苯类有机物污染物浓度的影响与活性炭比较污染物种类影响pH值的影响出水水质监测材料再生利用拟采取的研究方法和技术路线，（包括拟采用的研究方法、技术路线、实验手段和步骤，及其可行性分析与比较，可能遇到的问题和解决办法）： 采用本实验室制备的纳米沸石分子筛与硅藻土（吉林JL，嵊州CD06、CD010、CD02）复配,采用异项凝聚法，通过正交试验寻找纳米分子筛与硅藻土的最佳配比（分子筛：硅藻土）、最佳用量、配制模拟含苯类混合有机污染物的废水，采用静态和动态的方法，利用纳米复合材料在各种条件（pH值）的影响下进行去除苯系有机污染物测试；采用实际苯类污染的水样进行测试； 与活性炭进行平行测试实验，确定出最佳配方，工艺参数；最后进行复合材料的再生测试实验手段:采用TEM（透射电镜）、SEM（扫描电镜）、XRD（X-衍射射线衍射法）、动态激光光散射(DLS)等。气相色谱、液相色谱等。技术路线：见右图可行性分析纳米级分子筛粉体，系天然矿高岭土制备，该原料来源广，我们已能够批量生产；并进行了各种性能测试；硅藻土也是我国储量丰富的无机矿产之一，近年来我国对硅藻土的深加工也日益成熟，我们研制开发的纳米分子筛、硅藻土复合形成粘土纳米复合功能材料或类似膜层，应用于水处理中较之于传统的水处理材料更经济，处理效果比其它的方法更具有特性，对于环境保护和节约能源可以起到很好促进作用。承担单位对此项研究非常重视，在实验条件，人员配备，时间可以充分保证。项目负责人多年来从事新材料在水处理的应用研究，从事多项新材料处理水的项目，有组织完成项目研究的科研工作经验，多年来积累了项目研究的实践和理论基础。该项目有较强的学术团队，项目组成员知识结构合理，年龄结构合理，科研工作能力强，完成该项目具有组织上和人力资源上的保证。拟需要解决的关键性问题：实现的方法该研究的关键是测试不同类型的硅藻土与纳米分子筛的匹配，硅藻土类型、匹配的方式、对水中的苯类污染物去除的效果影响非常大，分子筛、硅藻土都为多孔的材料,复合时产生协同效应才能更好的发挥作用；我们选择了几家产地处理很好的硅藻土与分子筛进行了正交实验，测试了不同配比的方法，寻找最佳的处理效果；再一个是复合材料再生，重复利用的问题，它涉及到成本，环境等问题；如何使得使用过的复合材料得以重复的应用，既能降低成本，又能不带来二次污染，还能使使用效果不降低；根据组成复合材料的性质，采用高温下焙烧的方法，使吸附上的有机污染物在高温下变成二氧化碳和水，复合材料重复使用不影响效果，还不会带来二次污染。拟解决的关键性问题及实现方法：该研究的关键是测试不同类型的硅藻土与纳米分子筛的匹配，硅藻土类型、匹配的方式、对水中的有机污染物去除的效果影响非常大，分子筛、硅藻土都为多孔的材料,复合时产生协同效应才能更好的发挥作用；我们选择了几家产地处理很好的硅藻土与分子筛进行了正交实验，测试了不同配比的方法，寻找最佳的处理效果；再一个是复合材料再生，重复利用的问题，它涉及到成本，环境等问题；如何使得使用过的复合材料得以重复的应用，既能降低成本，又能不带来二次污染，还能使使用效果不降低；根据组成复合材料的性质，采用高温下焙烧的方法，使吸附上的有机污染物在高温下变成二氧化碳和水，复合材料重复使用不影响效果，还不会带来二次污染。预期的研究成果形式（包括形成样品、样机、工艺技术路线、专利技术和拟组织的重点的学术交流活动等）：数量内容研制样品纳米复合材料研制样机工艺技术路线复合材料在水处理应用中的工艺学术交流活动2专 利计划申请计划获得其中发明11实用新型外观设计文章篇数主题（或主要内容）计划撰写3计划提交3计划发表一般期刊核心期刊3预期收录SCIEI3ISTP培养人才数博士后0博士生0硕士生5实现销售收入（万元）0利税合计（万元）0创汇（万元）0项目研究目标及考核的技术指标：该项目力求研究开发一种科学地、经济地、有效地消除水中有机污染物污染的复合新材料-用来替代活性炭，该复合材料处理水中有机物的效果可以给活性炭媲美，但能够再生循环利用，即降低了成本，还不会带来二次污染，具有简单、经济、安全等优点，特别是在大规模生产中应用，既能产生环境效益、社会效益还能有很好的经济效益。考核的技术指标，研究出不同配比的复合材料，测试出复合材料去除有机污染物的影响因素，得出适宜的运行参数，复合材料的再生与应用的指标。研究工作的进度安排（半年为一阶段）： 2007.52007.11 收集国内外资料分析，进行比较，设计方案、筛分，方案实施；2007.122008.5 材料的筛分、优化组合、复合材料制备、进行应用测试；2008.62008.12 工艺参数的优化，复合材料处理水中有机物各种性能指标测试，材料再生测试；2009.12009.6 整理材料，写出阶段报告，发表文章，撰写报告，结题。研究特色与创新之处：特色：该研究的复合材料基材全部采用天然矿，原料来源广，廉价易得，无毒、无害、使用后的复合材料可以再生，重复利用，该材料可以在不增设专门构筑物和不增加设备的前提下，改善出水水质，适用于现有工厂的处理工艺改造和新建水厂，特别是在大规模生产中应用，复合材料用于处理有机物污染的水，具有简单、经济、安全等优点，便于推广。创新： 1、提出将不同形状、不同纳米孔径尺度的无机多孔粘土粒子直接进行复合形成粘土纳米复合材料的新模式。2、反应条件温和、工艺路线简单 ，也就是说，纳米复合材料使用原有的材料，通过调节复合物中的分散状态就可提供划时代的性能，这一特征使得一旦纳米复合获得突破，将率先获得工业化生产。研究基础与工作条件与本项目有关的研究工作积累和具备的研究基础（包括有利因素和不利因素的分析）：该研究从98年开始到现在，项目主持人98年在天津大学研究利用天然矿高岭土制备纳米材料，已成功的制备出纳米莫来石、纳米级的系列分子筛产品，现已达小试阶段，马上进行中试；该成果已通过天津市科委鉴定，鉴定结果属：国际先进水平，申请发明专利一项。已在国家核心刊物上发表科技论文16篇，2篇被EI检索，6篇被CA收录。利用纳米分子筛和纳米复合材料处理水体中重金属（Pb、Cr、Hg、Ni、Cu ）去除率均达98 ，处理天津某公司排水口含油废水COD、NH3-N，一次性去除率达85，去除水体中有机微污染物（苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、苯酚、苯胺等同系物）、氟离子、砷离子都取得了非常良好效果，去除率在90以上；除藻、杀菌方面应用效果良好。已具备的实验条件（需要进行动物实验者，应注明动物实验室级别），尚缺乏的实验条件和拟解决的途径：本系为 十五计划重点学科投资的市政工程与环境工程学科，基本已具备材料的制备与室内水处理分析测试及现场在线测试仪器设备（总值达1000万），现有的像总有机炭分析仪（美国）、离子色谱仪（美国），高压液相（美国）表面/界面张力测定仪（美国）、原子吸收光谱仪（美国），气相-质谱联用仪（美国瓦里安），微波消解仪，表面张力仪（美国）等。尚缺乏的实验条件，复合材料的微观结构的表征，像TEM、XRD、AEM大型仪器的使用，解决的途径可在国家纳米基地，天津大学，南开大学等地进行。研究人员业务情况申请者和项目主要成员业务简历（按人填写主要学历和研究工作简历，近期发表的与本项目有关的主要论著目录和科研成果名称，并注明出处及获奖情况）：姓名：王银叶主要学历：1979,92001，3山西师大化学系任教2001，3至今，天津城建学院环境与市政工程系任教1983，91984，7南开大学主修物理化学1986，91987，7中国科技大学近代化学系研究生班1998，92001，3天津大学化工学院高访研究工作简历：2001.6，煅烧高岭土制备超细分子筛的研究与应用学校，完成鉴定2003.3，超细分子筛去除废水中含油有机物的研究，农业部开放实验室，结题2004.12，纳米分子筛动态膜在污水深度处理中的应用，建设部，在研项目2005.5，纳米分子筛动态膜在再生水处理中的应用研究，天津市科委社发处，在研项目2004.7，纳米分子筛动态膜除磷脱氮得研究，天津市教委，在研项目2005，8，复合材料去除水中石化类污染的试验研究，天津市教委，在研项目2003.12，纳米分子筛去除水体中F-的研究，学校，结题2003.12，纳米分子筛吸附水体中苯胺的研究，学校，结题主要论著及出处：1、天然矿高岭土制备莫来石复合纳米晶微观结构的表征，硅酸盐学报，2000，28（1）：9699，EI：00095313209，CA：132:2687762、煅烧温度对主晶相为莫来石复合纳米晶热稳定性的影响，硅酸盐学报，2001，29（2）：101103，EI：P02026822728，CA132:2974073、X型纳米分子筛去除含油废水中COD和NH3-N的研究，工业水处理，2004，（9）：2830，4、高岭土制备复合纳米晶的粒度和形态，应用化学，2000，17（1），99101，CA132:2974074、吡啶、CO和SO2在Al2O3/SiO2混和氧化物复合纳米晶上的TPD，应用化学，2000，17（4）4594615、主晶相为莫来石复合纳米晶的制备、结构表征及性能测试，化学物理学报，2001，14（2），CA135:962847、天然矿高岭土制备莫来石复合纳米晶微观结构的表征，天津大学学报，2001，34（2）：225228，CA136:1383588、纳米技术的简介及展望，天津城建学院学报，2003，9（1）：42469、纳米X型沸石制备及其在镍废水吸附处理中的应用，天津城建学院学报，2004，（2）：4546，10、纳米X型沸石制备及其对铜废水处理，安全与环境学报，2004，（2）：3538，11、煅烧高岭土制备系列纳米材料及表征，云南大学学报，2005,312、煅烧高岭土制备系列纳米分子筛及表征，化工矿物与加工，2005,8科研成果及获奖情况：2003，8，9，煅烧高岭土制备超细分子筛的研究与应用通过天津市科委鉴定，鉴定结果属：国际先进水平2003，10，8，申请发明专利一项，申请号：200310106602.7，1、论文主晶相为莫来石复合纳米晶的制备、结构表征及性能测试，获2005年天津市建委系统二等奖2、指导学生科研获天津市挑战杯课外科技竞赛优秀教师指导奖；3、指导学生科研煅烧高岭土制备A型、P型纳米分子筛项目参赛的论文及作品获2003年天津市第七届挑战杯科技竞赛，一等奖和三等奖。4、指导学生科研纳米生命源科技论文获2004年天津市挑战杯创业大赛三等奖。5、指导学生科研除氟新材料-纳米分子筛科技论文获院二等奖，参加天津市第八届挑战杯姓名：赵建海主要学历：大学1994.9-1998.7河北科技大学环境工程研究生1998.8-2001.3华北电力大学环境工程博士2001.3-2004.6华东理工大学环境工程研究工作简历：水氯镁石制备阻燃级氢氧化镁技术研究（05-K4-49）建设部2005.1-2007.3主持人8主要论著及出处：1、六氨氯化镁初级成核研究，化工学报，2005，56（2）：281-284，EI：051590395662、反应结晶制备六氨氯化镁粒度分布研究，华东理工大学学报，2005，31（3）：323-326EI：052892091873、利用粉煤灰吸收剂对烟气脱硫脱氮的实验研究，中国电机工程学报，2002，22(3)：108-112EI：023971104824、PreparationofAnhydrousMagnesiumChloridefromBischofite(MgCl26H2O)I.ReactionCrystallizationofMagnesiumChlorideHexammoniateMaterialsScienceForum，2005，488-489：57-60SCI：BCO265、氢氧化镁在环境污染治理中的应用研究进展，环境污染治理技术与设备，2002，3(5)：66-696、高活性吸收剂去除二氧化硫的实验研究，华北电力大学学报，2001，28(1)：72-757、粉煤灰在烟气脱硫方面的应用前景，粉煤灰综合利用，2000，14(2)：50-528、TheprospectofflyashforfluegastreatmentInternationalconferenceonsolidwastecontrolandresourceutilization，2001，119、面向21世纪的中国环保产业，电力环境保护，2000，16(3)：52-5310、粉煤灰吸收剂去除二氧化硫的实验研究，电力情报，2000，4：33-35科研成果及获奖情况：水氯镁石制备无水氯化镁过程关键技术国家十五科技攻关子课题上海市科委验收，2003年第五完成人水氯镁石制备无水氯化镁过程关键技术研究上海市科委组织鉴定，2001年第五完成人SO2分离用-Al2O3复合膜的研制天津市建委，2006年第五完成人一种制取氢氧化镁的方法CN1757600A天津城市建设学院2004赵建海（1）姓名：韩非主要学历：1999.9-2003.7东北农业大学，农业资源与环境；2004.9至今天津城建学院读研（硕士）研究工作简历：2004，超细分子筛去除废水中含油有机物的研究；建设部，在研纳米分子筛动态膜在再生水处理中的应用研究，天津市科委社发处，在研项目2004.7，纳米分子筛动态膜除磷脱氮得研究，天津市教委，在研项目2005，8，复合材料去除水中石化类污染的试验研究，天津市教委，在研项目主要论著及出处：复合材料对废水中铅离子吸附性能，天津城建学院学报，2006，9科研成果及获奖情况：姓名：张楠主要学历：2001.9-2005.7天津城建学院环境与市政工程系上学；2005.9-至今天津城建学院读研（硕士）研究工作简历：复合材料去除水中石化类污染的试验研究，天津市教委，在研项主要论著及出处：科研成果及获奖情况：姓名：张大志主要学历：19992003济南大学给水排水工程专业本科20032005山东山大华特科技股份有限公司工程管理2005至今天津城市建设学院市政工程研究生研究工作简历：复合材料去除水中石化类污染的试验研究，天津市教委，在研项主要论著及出处：科研成果及获奖情况：姓名：刘连生主要学历：1975.9-1978.9.6南开大学化学系，1978.9至今天津城建学院环境与市政工程系研究工作简历：1995，二级出水深度处理工艺优化组合的研究，参加；1994，快速滤池新工艺及专用法的研究，参加；1995，造纸废液厌氧菌处理研究，参加；2004，超细分子筛动态膜在污水深度处理中的应用研究，参加；主要论著及出处：气浮滤池用于城市污水深度处理的研究，1995，12科研成果及获奖情况：二级出水深度处理工艺优化组合的研究，获建委级-科技三等奖姓名：丁艳梅主要学历：1989.91993.7天津城建学院上学；1993.7至今天津城建学院任教；研究工作简历：1998，高层建筑水箱水质细菌污染治理装置的研究，市建委项目96-5，参加；2004给水排水工程专业实习改革的研究与实践，主持；2004.12，纳米分子筛动态膜在污水深度处理中的应用，建设部，在研项目2005.5，纳米分子筛动态膜在再生水处理中的应用研究，天津市科委社发处，在研项目主要论著及出处：科研成果及获奖情况：申请者承担天津市自然科学基金资助项目情况项目编号项 目 名 称起止年月负责或参加资助经费（万元）项目状态进展或完成情况说明S050604029纳米分子筛动态膜在再生水处理中的应用研究2005.5-2007.5负责5.0万执行中良好简述正在承担研究项目的主要研究内容、进展情况及与申请项目相关情况：利用纳米分子筛，应用于再生水处理中，在特制反应器中分子筛形成动态膜；去除工业废水中的重金属及再生水中的NH3-N、总P等。1、 动态膜试验装置的优化（角度，套管高度等）；2、 形成动态膜的工艺条件； （粒度、用量等）；3、 分子筛动态膜测试试验（去除重金属离子、NH3-N、总P等）；4、 动态膜的再生测试。申请者正在承担的其它研究项目情况(973计划、863计划、国家自然科学基金、部委计划或天津市各类计划)项目来源项 目 名 称起止年月负责或参加资助经费（万元）项目状态进展或完成情况说明建设部纳米分子筛动态膜在污水深度处理中的应用2004.12-2006.12负责13万执行中良好天津市教委复合材料去除水中石化类污染的试验研究2005.8-2007.8负责3.0万执行中良好天津市教委纳米分子筛动态膜除磷脱氮得研究2004.8-2006.8负责3.0万执行中良好简述正在承担研究项目的主要研究内容、进展情况及与申请项目相关情况：目前研究项目的主要内容，首先是利用纳米分子筛应用在水处理中形成的动态膜，去除污水中重金属离子及氨氮、总磷等污染物；为了更好的实现工业化，降低成本，现在将纳米分子筛制备纳米复合材料去除水中的石化类污染的苯类有机物污染物。