礦砂「煉金」光催化去污 中大學者環保研究奪教育部成果獎
香港文匯報訊 (記者 姜嘉軒、柴婧)內地染料廢水污染問題嚴重,任由這些有毒化學物排出河流不僅污染環境,也對附近生態以至人類健康構成極大災難。香港中文大學生命科學學系教授王保強與內地大學合作研發新型的高效光催化劑(photocatalyst),發現從個別礦砂中提煉出來的金屬能發揮光催化效能,不單可以降解液體中的帶毒性有機污染物,過程中更能產生有用燃料,有機會一次過同時達到去毒、減污、產能的目的,證明環保工業亦有經濟效益。有關研究早前獲國家教育部科研優秀成果獎,他希望技術未來能落實應用於染料廠中,為環保出一分力。
有關項目名為「新型高效光催化劑在毒性有機物降解的應用及其機理研究」,今年獲頒教育部高校科研優秀成果獎的自然科學獎二等獎,當中的光催化劑,就是一種在光的照射下,自身不起變化,卻可以促進化學反應的物質,有如植物光合作用中的葉綠素。而針對其去污應用,王保強介紹指,「光催化劑經光照射產生一輪化學作用,從而產生超氧化物(Superoxide)及氫氧自由基(Hydroxyl radical)等分子」,它們都具備很強的氧化能力,效能較臭氧及氧氣等氧化劑更好,能有效處理污染物。
為安全 拒用二氧化鈦
光催化劑涉及不同材料,當中最為常用的是二氧化鈦,它是一種人工合成的化學物,必須要經紫外光照射才可產生光催化反應,然而王保強卻對使用二氧化鈦有點抗拒,「主要是安全問題,使用紫外光不當有機會對人體構成傷害,過往我們曾有職員工作時忘記戴好眼罩,出現不適情況」,尤其他的研究項目希望未來可應用於染料廠,由一般工人負責操作,特別重視安全考量。
因多年來跟內地學者合作,王保強得悉內地有早期研究提出從礦砂中提煉金屬作為光催化劑(見另稿),於是他和研究團隊便再深入探析不同礦砂對染料污染物的降解效果及相關機理,「目前為止我們共研究了六種礦砂,其中兩種發現可行,現在我們先集中做好表現較佳的一種,同時亦會繼續進行探索。」所謂表現較佳,他指當中包括三點:降解能力高、有磁性、光催化過程中能夠產氫。
原來王保強的研究項目不只滿足於降解污染物,他還希望在過程中產能,而氫氣可謂最潔淨及高效的燃料;另一方面,如果選用的礦砂帶磁性,如此就能將它們吸附於反應器周圍,完成光催化後有關金屬就不會與已去除污染物的水混在一起,流程更易處理。
價平量多 礦砂更好用
王保強坦言,對比同等分量的二氧化鈦,礦砂對污染物降解能力絕對無得比,兩者的效能相差最多五倍。不過,二氧化鈦需要由專業人士使用儀器合成,「花一個星期才能造出兩三克,連人工及機器費用等成本,價格自然高昂」,相比下礦砂只是礦場中的副產品,價格便宜,王保強笑言透過與內地學界及相關業界夥伴合作,一次拿個兩三公斤都不是問題,所以在價格及以量取勝的角度下,礦砂更勝二氧化鈦。
廠商做降解 大省排污費
過往「環保工業」往往予人有賠無賺的觀感,王保強強調,其研究項目正是希望令社會改觀,「於光催化過程產氫,是重要的經濟效益;而如果廠商做好污染物降解,也將會大大節省排污費用。」
他表示,項目未來將會朝加強產能方向研究,進一步擴大經濟效益,以吸引工業市場的應用。