仿生材料助力防治水污染

2019-5-14          来源：云南日报        记者 季征

2018年度云南省科技奖励大会召开前夕，记者采访了在仿生材料研究等方面取得突出成绩的云南大学教授王家强。

“当今，仿生材料应用在越来越多的领域，比如根据荷叶不会粘上水珠特性做出的衣物。”王家强教授一边说一边将水倒向身上的领带，水珠滑落却没有在领带上留下痕迹。谈及自己团队承担的“仿生合成多孔材料、结构调控及光催化/吸附性能研究项目”，王家强说，研究团队以生物为模板合成出系列高效可见光催化剂，为水污染防治提供了新的选择。

仿生材料是从分子水平上模拟天然物质的结构特点和生物功能，进而开发出类似甚至超越原天然物质功能的新型材料。过去，如何提高光催化材料的太阳光利用效率和催化活性是制约光催化技术实用的关键问题。而自然界的植物和藻类历经千百万年自然选择，已进化出了能有效捕捉、吸收和利用太阳光的特殊结构和净水等功能。

立足云南丰富的生物资源，王家强率领团队历时15年，突破多孔材料及可见光催化剂传统合成方法局限，在国际上较早开展了生物模板法制备多孔光催化剂研究。研究团队率先构建了能仿多种常见植物皮、叶及藻类的多层次、多维生物精细构型的多级结构光催化剂的系统合成方法，发现了生物精细构型与所制仿生光催化剂结构及光催化效率之间存在构效关系，并通过掺杂、敏化、复合材料构建等方法，成功合成出了系列高效可见光催化剂和吸附除磷材料。

据介绍，目前，研究团队自主合成的高活性光催化剂与多孔吸附除磷材料在褐煤气化废水、烟草废水、山区饮用水处理等方面实现了规模化应用，并开发出适用于新型催化剂的多个类型污水净化装置。“使用新型催化剂的小型净化装置成本仅为1万元，占地不到1平方米，日处理污水可达10至20立方米，装置内的催化剂每3年左右才需更换一次，其综合处理成本低的优势在水污染防治中展现出巨大潜力。”王家强说。