納米金屬簇凈水材料

1. 高效去除飲用水中余氯。

2. 高效去除飲用水中的鉛、鎘、鉻、砷等重金屬離子。

3. 有效降低水中有機微污染物的濃度。.

4. 使用過程中能有效抑制和殺滅細菌。

KDF在水凈化領(lǐng)域已有大量的應(yīng)用，是已納入“涉及飲用水衛(wèi)生安全產(chǎn)品分類目錄”的水處理材料之一。納米金屬簇凈水材料由于凈水原理與KDF一致，其堆密度不到KDF的1/3，同樣用量下凈水效果明顯優(yōu)于KDF，所以相同的凈水效果時可以明顯減少濾料的用量。而且在使用過程中沒有板結(jié)現(xiàn)象，水流阻力不會明顯增加，豐富的孔隙和吸附性能，使其在凈水過程銅、鋅離子的增加也不明顯，并且有明顯的抑菌作用。納米金屬簇凈水材料已通過廣東省疾病預(yù)防控制中心的安全性檢驗，符合《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護材料衛(wèi)生安全評價規(guī)范》（2001）對飲用水輸配水設(shè)備的要求，與KDF相比具有的這些優(yōu)點，使它逐漸被凈水行業(yè)的使用者認同，應(yīng)用范圍也在日漸擴大。

研發(fā)背景

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和物質(zhì)生活水平的提高，人們對飲用水的質(zhì)量要求越來越高，其中水中的溶解性污染物如有害重金屬離子、余氯、消毒副產(chǎn)物等污染物對人體健康的影響日益引起人們的重視。在凈水行業(yè)用于去除這些污染物的凈水材料主要有KDF、活性炭及其它多孔吸附材料。

KDF是一種銅鋅合金，主要是利用電位不等的銅和鋅構(gòu)成原電池，具有氧化還原活性。KDF與水接觸時，水中的余氯、有害重金屬離子被還原，有機污染物被氧化降解，從而達到降低水中的余氯、有害重金屬離子等污染物濃度的目的。但KDF在使用過程中容易板結(jié)成塊，使壓損增大，從而影響水的流速和凈水效果，而且出水的銅、鋅離子濃度增加較多，甚至超過衛(wèi)生部生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范（2001）的限值。而且KDF簡單的合金，比表面積小，凈水效果要由大的使用量來保證。

活性炭等多孔材料用于水凈化時，主要是通過吸附來降低水中有害物質(zhì)的量，但使用一段時間后，就會吸附飽和，細菌大量繁殖滋生，如果不能及時再生和更換，就會導(dǎo)致出水的水質(zhì)的二次污染。

納米金屬簇凈水材料解決了KDF和多孔吸附材料在凈水過程中存在的缺陷。這種材料既有豐富的孔道和大的比表面積，又有強氧化還原性的活性組分，是一種結(jié)合了多孔吸附材料和KDF優(yōu)點的新型凈水材料。

納米金屬簇凈水材料比表面積和孔隙率是KDF的100倍以上，納米金屬簇（納米KDF）凈水材料的凈水原理與KDF一致。當水流過濾料時，水中的余氯、有害重金屬離子等污染物被吸附到濾料的表面和孔道中，在納米銅鋅金屬簇的作用下，這些有害重金屬離子如Pb, Cd, Cr被還原成不溶于水的金屬，余氯被還原成氯離子，有機污染物等在這些微原電池上發(fā)生反應(yīng)，被氧化降解為無害物質(zhì)，達到凈水的目的。 反應(yīng)過程中產(chǎn)生的電位變化，有很好的抑菌作用。同樣用量的納米金屬簇濾料和KDF比較發(fā)現(xiàn)，前者的去除效果是后者的數(shù)倍至數(shù)十倍。是繼活性炭和KDF之后又一種新型、高效的多功能凈水材料，沒有活性炭使用過程中細菌滋生和KDF長期使用易板結(jié)、阻力增大的現(xiàn)象。

納米金屬簇凈水材料物性參數(shù)

納米金屬簇凈水材料用途

（1）用于飲用水的深度凈化，降低水中余氯、重金屬離子、有害離子和消毒副產(chǎn)物、有機微污染物的濃度。有良好的抑菌性能。

（2）可單獨用于家用凈水器中，也可和活性炭混合使用，提高活性炭的使用壽命，有效控制活性炭使用過程細菌的滋生速度。

（3）用作超濾膜、反滲透膜的前置濾芯，可有效延長超濾膜、反滲透膜的使用壽命，提高其穩(wěn)定性。

納米金屬簇凈水材料使用參考指標

(1)PH范圍：6-9

(2)使用溫度： 5℃-95℃

(3)建議濾料層高度：一般重力滲漏式凈水器 ≥10mm，家用凈水器 ≥100mm（隨濾料規(guī)格、水流速、進水水質(zhì)、期望去除率和凈水量不同而不同。）

(4)使用壽命：100~500L/g

(5)余氯去除率：50%-95%（隨濾料用量、水流速、進水余氯濃度、進水水質(zhì)和使用時間不同而不同）

(6)水質(zhì)要求：市政自來水

納米金屬簇凈水材料使用方法

（1）根據(jù)所需凈化的水的水質(zhì)和水流速度將一定量的納米金屬簇凈水材料裝入濾芯中，為防止水流將濾料顆粒帶走，請在濾芯兩端加裝合適孔徑的格網(wǎng)。

（2）將裝填濾料后的濾芯裝入凈水裝置中，打開進水開關(guān)，使需凈化的水以一定流速流過濾料。

最初流出的水混濁，是多孔材料中的空氣排出和顆粒表面的一些細粉脫落所致，屬正常現(xiàn)象。

（3）長期使用后水流速降低、壓降增加是由于水中污染物在凈水材料表面和孔道吸附積聚所致，建議定時反沖。

納米金屬簇凈水材料使用注意事項

（1）從未使用的納米金屬簇凈水材料第一次與水接觸時有放熱現(xiàn)象，濾料用量多、水流速小時，開始出水溫?zé)釣檎，F(xiàn)象，很快出水水溫就會恢復(fù)正常。

（2）納米金屬簇除余氯、重金屬離子等凈水效果與濾料用量、水流速和裝填方法有關(guān)。

（3）如果有反沖設(shè)計，濾料在濾芯中不裝滿，建議裝填體積≤2/3濾芯體積.

納米金屬簇凈水材料儲存和運輸事項

（1）濾料密封干燥保存

（2）觸摸濾料前，請將手擦干。不要用濕手觸摸濾料。

納米技術(shù)是一門交叉性很強的綜合學(xué)科，研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。1993年，國際納米科技指導(dǎo)委員會將納米技術(shù)劃分為納米電子學(xué)、納米物理學(xué)、納米化學(xué)、納米生物學(xué)、納米加工學(xué)和納米計量學(xué)等6個分支學(xué)科。其中，納米物理學(xué)和納米化學(xué)是納米技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而納米電子學(xué)是納米技術(shù)最重要的內(nèi)容。

納米科技是90年代初迅速發(fā)展起來的新興科技，其最終目標是人類按照自己的意識直接操縱單個原子、分子，制造出具有特定功能的產(chǎn)品。納米科技以空前的分辨率為我們揭示了一個可見的原子、分子世界。這表明，人類正越來越向微觀世界深入，人們認識、改造微觀世界的水平提高了前所未有的高度。有資料顯示，2010年，納米技術(shù)將成為僅次于芯片制造的第二大產(chǎn)業(yè)。

納米科技nanotechnology）

納米技術(shù)其實就是一種用單個原子、分子制造物質(zhì)的技術(shù)。

從迄今為止的研究狀況看，關(guān)于納米技術(shù)分為三種概念。第一種，是1986年美國科學(xué)家德雷克斯勒博士在《創(chuàng)造的機器》一書中提出的分子納米技術(shù)。根據(jù)這一概念，可以使組合分子的機器實用化，從而可以任意組合所有種類的分子，可以制造出任何種類的分子結(jié)構(gòu)。這種概念的納米技術(shù)未取得重大進展。

第二種概念把納米技術(shù)定位為微加工技術(shù)的極限。也就是通過納米精度的“加工”來人工形成納米大小的結(jié)構(gòu)的技術(shù)。這種納米級的加工技術(shù)，也使半導(dǎo)體微型化即將達到極限?，F(xiàn)有技術(shù)即便發(fā)展下去，從理論上講終將會達到限度。這是因為，如果把電路的線幅變小，將使構(gòu)成電路的絕緣膜的為得極薄，這樣將破壞絕緣效果。此外，還有發(fā)熱和晃動等問題。為了解決這些問題，研究人員正在研究新型的納米技術(shù)。

第三種概念是從生物的角度出發(fā)而提出的。本來，生物在細胞和生物膜內(nèi)就存在納米級的結(jié)構(gòu)。

納米科技包括納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米材料學(xué)、納米機械學(xué)、納米化學(xué)等學(xué)科。從包括微電子等在內(nèi)的微米科技到納米科技，人類正越來越向微觀世界深入，人們認識、改造微觀世界的水平提高到前所未有的高度。我國著名科學(xué)家錢學(xué)森也曾指出，納米左右和納米以下的結(jié)構(gòu)是下一階段科技發(fā)展的一個重點，會是一次技術(shù)革命，從而將引起21世紀又一次產(chǎn)業(yè)革命。

雖然距離應(yīng)用階段還有較長的距離要走，但是由于納米科技所孕育的極為廣闊的應(yīng)用前景，美國、日本、英國等發(fā)達國家都對納米科技給予高度重視，紛紛制定研究計劃，進行相關(guān)研究

納米科技(英文：Nanotechnology)是一門應(yīng)用科學(xué)，其目的在于研究于納米尺寸時，物質(zhì)和設(shè)備的設(shè)計方法、組成、特性以及應(yīng)用。納米科技是許多如生物、物理、化學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域在技術(shù)上的次級分類，美國的國家納米科技啟動計劃(National Nanotechnology Initiative)將其定義為“1至100納米尺寸間的物體，其中能有重大應(yīng)用的獨特現(xiàn)象的了解與操縱?！?

納米科技是尖端科技，卻早就存在身旁。舉例來說，荷葉表面的細致結(jié)構(gòu)和粗糙度大小都在納米尺度的范圍內(nèi)，所以不易吸附污泥灰塵。這種荷葉表面納米化結(jié)構(gòu)，自我清潔的物理現(xiàn)象，就被稱作荷葉效應(yīng)(lotus effect)。

納米科技是學(xué)習(xí)納米尺度下的現(xiàn)象以及物質(zhì)的掌控，尤其是現(xiàn)存科技在納米時的延伸。納米科技的世界為原子、分子、高分子、量子點和高分子集合，并且被表面效應(yīng)所掌控，如范德瓦耳斯力、氫鍵、電荷、離子鍵、共價鍵、疏水性、親水性和量子穿隧效應(yīng)等，而慣性和湍流等巨觀效應(yīng)則小得可以被忽略掉。舉個例子，當表面積對體積的比例劇烈地增大時，開起了如催化學(xué)等以表面為主的科學(xué)新的可能性。

微小性的持續(xù)探究以使得新的工具誕生，如原子力顯微鏡和掃描隧道顯微鏡等。結(jié)合如電子束微影之類的精確程序，這些設(shè)備將使我們可以精密地運作并生成納米結(jié)構(gòu)。納米材質(zhì)，不論是由上至下制成(將塊材縮至納米尺度，主要方法是從塊材開始通過切割、蝕刻、研磨等辦法得到盡可能小的形狀（比如超精度加工，難度在于得到的微小結(jié)構(gòu)必須精確）。

或由下至上制成(由一顆顆原子或分子來組成較大的結(jié)構(gòu)，主要辦法有化學(xué)合成，自組裝(self assembly)和定點組裝(positional assembly)。難度在于宏觀上要達到高效穩(wěn)定的質(zhì)量，都不只是進一步的微小化而已。物體內(nèi)電子的能量量子化也開始對材質(zhì)的性質(zhì)有影響，稱為量子尺度效應(yīng)，描述物質(zhì)內(nèi)電子在尺度劇減后的物理性質(zhì)。

這一效應(yīng)不是因為尺度由巨觀變成微觀而產(chǎn)生的，但它確實在納米尺度時占了很重要的地位。物質(zhì)在納米尺度時，會和它們在巨觀時有很大的不同，例如：不透明的物質(zhì)會變成透明的(銅)、惰性的物質(zhì)變成可以當催化劑(鉑)、穩(wěn)定的物質(zhì)變得易燃(鋁)、固體在室溫下變成了液體(金)、絕緣體變成了導(dǎo)體(硅)。

納米科技的神奇來自于其在納米尺度下所擁有的量子和表面現(xiàn)象，并因此可能可以有許多重要的應(yīng)用和制造許多有趣的材質(zhì)。