生物炭的应用研究取得新进展

基于此，中国科学院城市环境研究所纳米环境功能材料研究组（付明来研究组）以MnO2改性稻壳炭为基础，聚丙烯酰胺凝胶的三维网络结构为负载媒介，实现了生物炭的凝胶化成型，同时利用表面活性剂发泡在凝胶内部制造丰富孔隙，最终成功构建了改性生物质炭负载的三维多孔宏观材料(MBCG)。该合成方法简单快捷，价格低廉，且易于放大生产。实验结果表明，制得的材料具有丰富的吸附位点和内部孔隙结构，呈现出良好的重金属吸附性能，其对Cd(II)和Pb(II)的Langmuir最大理论吸附量可达到84.8和70.9 mg·g-1，吸附性能甚至高于改性后的生物炭粉末。生物炭的引入使凝胶结构的热稳定性能和力学性能均得到显着提升。此外，宏观材料MBCG有效解决了生物炭粉末难以回收循环的问题，并具有良好的结构稳定性。在五次吸附解析循环实验后，其对Cd(II)和Pb(II)的吸附量仍能保持在92.1%和80.5%。该材料的成功开发将推动生物炭材料在重金属污染水体和土壤中的实际应用。

上述成果以A facile foaming-polymerization strategy to prepare 3D MnO2 modified biochar-based porous hydrogels for efficient removal of Cd(II) and Pb(II) 为题发表于环境科学期刊Chemosphere上，相关专利也在受理中（公开号201910268850.2）。该研究得到国家自然科学基金、厦门市科技项目和中日合作项目的支持。