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材料:三国研究人员用新法制得高质量石墨烯纳米带
2014-03-14 10:53:09
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元素商城编辑整理:一支由法、美、德三国研究机构和大学组成的国际研究团队近日利用新方法合成了高质量石墨烯纳米带,并成功在室温下验证了其非凡的导电性能。这种纳米带为新型电子设备的研发开创了新的发展空间。相关研究刊登在《自然》杂志网站。
石墨烯是一种由单层碳原子组成的材料,拥有众多极为特殊的物理特性,室温下电子在石墨烯材料中的移动速度是硅导体的200倍。此前的研究已经证实,碳纳米管(由石墨烯卷曲而成的圆筒结构)具有极好的导电性能,然而结构较为复杂的碳纳米管难以安装在电子芯片内部。因此,科研人员将研究转向石墨烯的另外一种形式——扁平的石墨烯纳米带。
该研究团队设计出一套巧妙的办法,成功制备出宽度仅为40纳米的高质量石墨烯纳米带。此前的石墨烯纳米带边缘较为粗糙,这严重影响了其导电性,是阻碍石墨烯纳米带电子传输的一大障碍。为解决这一问题,研究人员在碳化硅晶体上切割出边缘整齐的带状凹槽,并直接在这些凹槽上制备石墨烯纳米带。在测试新制备纳米带导电性的实验中,常温下的电子迁移率超过了100万 cm2/Vs(每单位电场下电子的迁移速率),是应用于计算机内存的硅半导体的1000倍(通常低于1700cm2/Vs)。
此外,新的制备方法适用于大批量规模生产,并能够保证石墨烯纳米带的结构质量,这使得石墨烯在电子领域的广泛应用成为可能。
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工业污染之大气污染是怎样形成的
元素百科为您介绍:大气污染是怎么形成的?随着社会经济建设的步伐不断加快,人们在享受着美好物质生活所带来的便利的同时,工业污染也在不断吞噬着我们的身心健康。而大气污染就是其中一种,大气污染是空气中存在的有害物质达到一定量时,对人或物造成危害的现象。
什么是大气污染
所谓大气污染就是指正常的大气中主要含对植物生长有好处的氮气(占78%)和人体、动物需要的氧气(占21%),还含有少量的二氧化碳〈0.03%〉和其他气体。当本不属于大气成分的气体或物质,如硫化物、氮氧化物、粉尘、有机物等进入大气之后,大气污染就发生了。大气污染主要由人的活动造成,大气污染源主要有:工厂排放、汽车尾气、农垦烧荒、森林失火、炊烟(包括路边烧烤)、尘土(包括建筑工地)等。
大气污染形成条件
大气中有害物质的浓度越高,污染就越重,危害也就越大。污染物在大气中的浓度,除了取决于排放的总量外,还同排放源高度、气象和地形等因素有关。
污染物一进入大气,就会稀释扩散。风越大,大气湍流越强,大气越不稳定,污染物的稀释扩散就越快;反之,则污染物的稀释扩散就慢。在后一种情况下,特别是在出现逆温层时,污染物往往可积聚到很高浓度,造成严重的大气污染事件。降水虽可对大气起净化作用,但因污染物随雨雪降落,大气污染会转变为水体污染和土壤污染。
地形或地面状况复杂的地区,会形成局部地区的热力环流,如山区的山谷风,滨海地区的海陆风,以及城市的热岛效应等,都会对该地区的大气污染状况发生影响。
烟气运行时,碰到高的丘陵和山地,在迎风面会发生下沉作用,引起附近地区的污染。烟气如越过丘陵,在背风面出现涡流,污染物聚集,也会形成严重污染。在山间谷地和盆地地区,烟气不易扩散,常在谷地和坡地上回旋。特别在背风坡,气流作螺旋运动,污染物最易聚集,浓度就更高。夜间,由于谷底平静,冷空气下沉,暖空气上升,易出现逆温,整个谷地在逆温层覆盖下,烟云弥漫,经久不散,易形成严重污染。
位于沿海和沿湖的城市,白天烟气随着海风和湖风运行,在陆地上易形成“污染带”。
高烟囱排放虽可降低污染物的近地面的浓度,但是也能把污染物扩散到更大的区域,从而造成远离污染源的广大区域的大气污染。大气层核试验的放射性降落物和火山喷发的火山灰可广泛分布在大气层中,造成全球性的大气污染。
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工业污染:大气污染的危害及防治方法是什么
元素百科为您介绍:大气污染的危害是什么?大气污染的防治方法有哪些?大气污染是当今社会遇到的一大难题,目前已知的大气污染约有100多种。有自然因素(如森林火灾、火山爆发等)和人为因素(如工业废气、生活燃煤、汽车尾气等)两种,并且以后者为主要因素,尤其是工业生产和交通运输所造成的。那么大气污染会给我们的生活造成什么影响呢?
大气污染的危害
一、对人体的危害
人类体验到的大气污染的危害,最初主要是对人体健康的危害,随后逐步发现了对工农业生产的各种危害以及对天气和气候产生的不良影响。人们对大气污染物造成危害的机理、分布和规模等问题的深入研究,为控制和防治大气污染提供了必要的依据。大气污染对人体的影响,首先是感觉上不舒服,随后生理上出现可逆性反应,再进一步就出现急性危害症状。大气污染对人的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒、致癌三种。
二、工农业的危害
大气污染对工农业生产的危害十分严重,这些危害可影响经济发展,造成大量人力、物力和财力的损失。大气污染物对工业的危害主要有两种:一是大气中的酸性污染物和二氧化硫、二氧化氮等,对工业材料、设备和建筑设施的腐蚀;二是飘尘增多给精密仪器、设备的生产、安装调试和使用带来的不利影响。大气污染对工业生产的危害,从经济角度来看就是增加了生产的费用,提高了成本,缩短了产品的使用寿命。
大气污染对农业生产也造成很大危害。酸雨可以直接影响植物的正常生长,又可以通过渗入土壤及进入水体,引起土壤和水体酸化、有毒成分溶出,从而对动植物和水生生物产生毒害。严重的酸雨会使森林衰亡和鱼类绝迹。
三、气候的危害
大气污染物质还会影响天气和气候。颗粒物使大气能见度降低,减少到达地面的太阳光辐射量。尤其是在大工业城市中,在烟雾不散的情况下,日光比正常情况减少40%。高层大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氟氯烃类等污染物使臭氧大量分解,引发的“臭氧洞”问题,成为了全球关注的焦点。
大气污染的防治措施
一是减少污染物排放。全面整治燃煤小锅炉,加快重点行业脱硫脱硝除尘改造。整治城市扬尘。提升燃油品质,限期淘汰黄标车。
二是严控高耗能、高污染行业新增产能,提前一年完成钢铁、水泥、电解铝、平板玻璃等重点行业“十二五”落后产能淘汰任务。
三是大力推行清洁生产,重点行业主要大气污染物排放强度到2017年底下降30%以上。大力发展公共交通。
四是加快调整能源结构,加大天然气、煤制甲烷等清洁能源供应。
五是强化节能环保指标约束,对未通过能评、环评的项目,不得批准开工建设,不得提供土地,不得提供贷款支持,不得供电供水。
六是推行激励与约束并举的节能减排新机制,加大排污费征收力度。加大对大气污染防治的信贷支持。加强国际合作,大力培育环保、新能源产业。
七是用法律、标准“倒逼”产业转型升级。制定、修订重点行业排放标准,建议修订大气污染防治法等法律。强制公开重污染行业企业环境信息。公布重点城市空气质量排名。加大违法行为处罚力度。
八是建立环渤海包括京津冀、长三角、珠三角等区域联防联控机制,加强人口密集地区和重点大城市PM2.5治理,构建对各省(区、市)的大气环境整治目标责任考核体系。
九是将重污染天气纳入地方政府突发事件应急管理,根据污染等级及时采取重污染企业限产限排、机动车限行等措施。
十是树立全社会“同呼吸、共奋斗”的行为准则,地方政府对当地空气质量负总责,落实企业治污主体责任,国务院有关部门协调联动,倡导节约、绿色消费方式和生活习惯,动员全民参与环境保护和监督。
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工业污染:大气污染的原因是什么,如何防护
元素百科为您介绍:大气污染的原因是什么?面对大气污染我们应该如何防护呢?大气污染一直是大家所关注的话题,空气质量的好坏直接与我们的生活息息相关。如果人类生活在污染十分严重的空气里,那就将在几分钟内全部死亡。工业文明和城市发展,在为人类创造巨大财富的同时,也把数十亿吨计的废气和废物排入大气之中,人类赖以生存的大气圈却成了空中垃圾库和毒气库。因此,大气中的有害气体和污染物达到一定浓度时,就会对人类和环境带来巨大灾难。
大气污染的原因
1、地形和气候因素是影响大气质量的基本原因
地形地貌和气象条件特殊,不利于大气污染物的稀释和扩散。以兰州市为例,全市总的地形 特点是以西北的祁连山余脉和东南部的马卸山脉为最终点,相向成阶梯形,逐渐下降到以中部西东流向的黄河及其支流冲积而成之河谷川地为鞍底,形成一巨大马鞍形,相对高差为2 181 m。另外裸露的谷侧山峰对谷间大气有明显的加热效应,由于山峰表面吸收太阳辐射温度升高,其表面温度高于空气温度,造成超绝热温度递减率,白天山峰对谷顶空气加热,谷底空气温度较低,形成脱地逆温.夜间谷间辐射,冷空气沿坡面下滑,形成夜间谷间辐射逆温.山谷盆地日间的脱地逆温层,以及夜间山谷冷胡效应形成的逆温层,是造成山谷大气污染的根本原因。
2、城市建设是影响大气质量的重要原因
根据对主要大气污染的分类统计分析,其主要来源可概括为三大方面:
各种工业生产过程中产生的大气污染排放量虽仅占大气污染总排放量的1/5左右。但由于排放点比较集中。浓度较高,所以对工矿区或局部的大气污染较为严重。(1)燃料燃烧。在一些城市,天然气在居民的生活中还没有普及,煤仍然是人们的首选燃料。而在燃煤市场上,高硫煤仍占主导地位。由于经济条件的限制,人们不可能放弃廉价的高硫煤而去购买环保型的低硫煤;这就造成SO2的大量排放。(2)工业生产过程。化学工业、煤炭工业等,即是国家的重点发展部门。也是污染最为严重的企业。而且这些工矿企业大多数成为大气污染的主力军。(3)交通运输。近些年来,交通运输发展迅速。特别是近年来,私人轿车的数量急剧增多。但是,交通运输的发展带来了严重的环境问题。汽车的尾气中含有大量的CO,对人体的危害极大,特别是一些柴油大货车和冒烟车辆。排放的尾气中夹杂着大量的可吸入颗粒物,是导致疾病的重要因素。(4)市政建设。城市马路普遍存在道路斜坡问题,即马路两侧的人行板道明显高于路面而且与路面垂直,呈“凹”字型。致使马路上的灰尘不能吹走,而且越积越多,这也是引发扬尘天气的直接原因。(5)工业布局。工矿企业的分散性使城区的大气污染受到不同程度的影响。(6)绿化。一些新兴的工业城市,绿化还没有跟上工业发展的步伐。只有政府、一些企事业单位,机关团体内部绿化已基本达标,而整个城区的绿化却远远达不到要求。
大气污染防护方法
1、减少雾霾天气外出。(根据相关解释,Ozone为臭氧,而PM2.5指的是直径为2.5微米以下的细颗悬浮粒物,也叫可入肺颗粒物,这种悬浮颗粒是空气中的“健康杀手”。对呼吸系统、心脏及血液系统等造成广泛的损伤。)
2、外出戴口罩。(ps:口罩材质、使用寿命、技术水平等因素是界定口罩质量高低的标准,消费者如无特殊需要,不必抢购标有各种功效的“概念口罩”。)
3、注意清洁。(深层清洁毛孔的灰尘、细菌,保护人体防护的第一道防线—皮肤。)
4、补充营养,增强抵抗力。
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