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清华本科生研制出高效率污水净化材料

随着现代工业的迅猛发展和全球人口快速增长，水污染问题变得日趋严重。据世界卫生组织调查，世界上有多达70%的人不能享用到**卫生饮水。水污染治理作为一项全球性课题，正受到越来多的关注。有机物污染作为水体主要污染物之一，在工业废水、石油废水、生活污水等中大量存在，对生态环境和人类健康造成严重威胁。而目前，对于水中有机物污染的处理研究，主要集中在有机物降解和污染物油水分离两个方面。

在清华大学参加第十三届“挑战杯”国内大学生课外学术科技作品竞赛（以下简称“国内‘挑战杯’”）的获奖项目中，来自材料学院的高常锐、林鑫同学的《可用于油水分离和水净化处理的双层TiO2基网膜》项目提出了一种制备亲水、亲油的双层TiO2基网膜的方法，**性地将“油水分离”的物理过程与“TiO2光催化”进行有机物讲解的化学过程相结合，将油水分离和有机物降解两个步骤合二为一，极大地提高了水净化效率。

说到这项研究，不得不从材料学院2009级本科生高常锐大三时进入实验室开展科技**课题说起。刚开始做研究时，考虑到实验室整体的研究方向，基于对有机物降解的光催化技术、油水分离材料技术的发展现状及前沿进行充分考察，他选择了“油水分离”的课题，从紫外光下材料转化的路线深入，同时结合实验室正进行的TiO2网膜课题，逐步探索是否可以用一个装置同时实现油水分离和可溶有机污染物降解。

实验伊始可谓困难重重，简单的TiO2网膜合成就成了**只“拦路虎”，幸而导师耐心细致地从*简单实验教起，启发了高常锐将具有光催化性质的TiO2和具有特殊浸润性的油水分离材料进行结合，*终成功合成了课题关键的TiO2网膜材料——一种双层网膜结构，即：上层为具有微米纳米复合表面结构的TiO2负载铜网，下层为ODP（磷酸十八酯）修饰的TiO2负载铜网。这种双层TiO2基网膜可在下层分离不互溶的油和水，实现油水分离功能；之后在紫外光照下，在上层通过TiO2光催化反应降解有机污染物，实现水净化功能，从而将两个步骤整合于一个装置之内。

*终，经过高常锐和林鑫的共同努力，项目得到了**的完善。经过对污水处理的模拟实验结果表明，双层TiO2基网膜对油水分离和水净化的效果都很理想，不互溶的油和水可迅速得到分离，而有机污染物的被降解程度在2小时内高达95%，而之前一般TiO2网膜处理COD表征效果大概是30-50%，这极大地提高了污水处理的效率。而且，这种双层网膜的制备方法、过程相对简单，原料成本较低，且可以重复使用，并适用于相对极端环境，具有很高的实用价值。虽然距离工业化还有一段距离，但在参赛过程中，评委们一致认定，该项目成果“在未来的污水处理领域中拥有广阔的发展前景”。

参赛的*终展示过程如设想一般**，甚至吸引了一位评委再次返回展示台前询问细节。到了10月16日，展示*后**下午，原定四点半撤展，但很多人都认为评委不会再来“光顾”了，因此三点多已经有不少大学的参赛团队陆续开始收拾展位准备离开。而林鑫和同伴们却认为参加比赛应该善始善终，坚持到*后一刻。出乎大家意料的是，果然有一位评委径直来到林鑫他们的展位，提出了自己的问题，并得到了林鑫准确清晰的回答。

参加“挑战杯”比赛，也给高常锐和林鑫留下了难忘的回忆。在导师、辅导员和实验室师兄师姐的眼中，高常锐是一个稳重自信，有着自己节奏的人，无论遇到任何困难，他始终对自己的作品充满自信。林鑫也在研究探索中找到了兴趣所在：“我觉得做科研还是挺有意思的，希望能继续挖掘”。他们和同伴们为项目申请了一项**，虽然还没有和公司合作，但都希望能通过自己的努力，加强跨学科合作，继续完善、推进项目向真正工业化生产迈进。

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