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中青在線訊(周慧 中國青年報·中青在線記者 王磊）近日，合肥工業(yè)大學(xué)一項科研成果以秸稈類生物質(zhì)廢棄物為原料，成功制備出多維數(shù)、多尺度、多形態(tài)的三維功能催化材料，可高效去除水體中有機及重金屬有毒污染物，解決了秸稈類生物質(zhì)廢棄物難以利用的難題。
這一合成方法具有工藝簡單、產(chǎn)率高、結(jié)構(gòu)可控及易于規(guī)模生產(chǎn)等技術(shù)優(yōu)點，具有廣闊的工業(yè)化應(yīng)用前景。相關(guān)研究成果發(fā)表在環(huán)境領(lǐng)域重要期刊《應(yīng)用催化-環(huán)境》。
秸稈類生物質(zhì)廢棄物具有雜質(zhì)多、來源廣、儲量大及難處理等特點，如果處理不當會危害環(huán)境及人體健康，引發(fā)疫病。據(jù)統(tǒng)計，我國每年產(chǎn)生約2.5億噸秸稈類生物質(zhì)廢棄物，而生物質(zhì)液化、生物柴油、堆肥填埋及直接焚燒等傳統(tǒng)生物質(zhì)廢棄物處理方法，均無法實現(xiàn)高效綠色地利用。
為解決這一關(guān)鍵技術(shù)難題，實現(xiàn)秸稈類生物質(zhì)廢棄物的資源化利用，合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院姚運金副教授課題組，首次研發(fā)出生物質(zhì)碳復(fù)合功能相三維材料的制備工藝，以秸稈類生物質(zhì)廢棄物為原料經(jīng)化學(xué)活化后與金屬二價鹽及含氮化合物均相混合，通過高溫熱解制備出3D功能催化材料，實現(xiàn)了生物質(zhì)廢棄物資源的再利用。每克該新型材料的總面積最高可達1500平方米，對目前廣泛存在的持久性有機及無機類有毒污染物均呈現(xiàn)出顯著的去除性能，且去除效率是傳統(tǒng)納米復(fù)合材料的50至100倍。
據(jù)介紹，該新型3D復(fù)合材料的制備工藝將生物質(zhì)廢棄物活化為三維多級孔功能炭載體，利用其本身的多孔結(jié)構(gòu)、高比表面積及表界面特性，原位引入金屬納米功能相，在單設(shè)備中實現(xiàn)了金屬離子的還原、金屬納米粒子的碳包覆以及氮非金屬元素的摻雜改性，克服了傳統(tǒng)熱解法制備工藝復(fù)雜、還原處理風(fēng)險較高以及非金屬元素改性效果不佳等缺陷。
該新型制備工藝實現(xiàn)了生物質(zhì)廢棄物的再利用及污染物的高效去除，且其具有工藝簡單、成本低廉及易大規(guī)模生產(chǎn)的特點，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。同時，該新型制備工藝為基于生物質(zhì)的3D先進功能催化材料的開發(fā)、構(gòu)筑和應(yīng)用提供了理論支持及科學(xué)指導(dǎo)。
來源：人民網(wǎng)
