本报讯(记者王方)近日,湖南大学教授汤琳课题组在《有害物质杂志》上发表研究论文。该团队制备了一种多层级孔生物炭(HPB),能快速实现水体中有机污染物的吸附去除。
实验表明,多层级孔结构是赋予其快速吸附平衡能力的关键,高石墨化程度能提升其吸附容量。研究揭示了生物炭材料的孔隙结构与其吸附速率之间的关系,为进一步制备高效的生物炭材料提供了基础。
生物炭是一种原料丰富、制备简单、绿色友好的多孔吸附剂材料,在环境污染控制的工程应用中颇具潜力。
该团队以废弃虾壳为原料,制备了多层级孔高石墨化的生物炭HPB,并考察其对多种污染物的吸附去除性能。研究表明,HPB对RHB(罗丹明B)、DCP(2,4—二氯苯酚)和TC(盐酸四环素)具有良好的吸附去除效果,对应的最大吸附平衡容量(Qm)均大于300mg/g,且几乎均能在10分钟内达到吸附平衡。
为了进一步揭示HPB微观结构与其吸附性能之间的关系,该团队分别制备了Porous-B(高石墨化程度但非层级孔)和HPB-600(多层级孔但石墨化程度低)两种材料用于对比,并对其单位比表面积的吸附能力进行换算。
结果表明,多层级孔结构是赋予其快速吸附平衡能力的关键,高石墨化程度能提升其吸附容量。
此外,该研究还将HPB做成生物炭柱和生物炭包,以解决粉体材料难以回收的问题。两种方式下,HPB均具有较好的吸附去除性能。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123610
《中国科学报》 (2021-04-20 第4版 综合)