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秸稈類(lèi)生物質(zhì)廢棄物衍生新型催化材料
[2017-08-21]
來(lái)源：中青在線(xiàn )
中青在線(xiàn )訊(周慧 中國(guó)青年報(bào)·中青在線(xiàn )記者 王磊）近日，合肥工業(yè)大學(xué)一項(xiàng)科研成果以秸稈類(lèi)生物質(zhì)廢棄物為原料，成功製備出多維數(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(jī)及重金屬有毒汙染物，解決了秸稈類(lèi)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(jiǎn)單、產(chǎn)率高、結(jié)構(gòu )可控及易於規(guī)模生產(chǎn)等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，具有廣(guǎng)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(lèi)生物質(zhì)廢棄物具有雜質(zhì)多、來(lái)源廣(guǎng)、儲(chǔ)量大及難處理等特點(diǎn)，如果處理不當(dāng)會(huì)危害環(huán)境及人體健康，引發(fā)疫病。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年產(chǎn)生約2.5億噸秸稈類(lèi)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(wú)法實(shí)現(xiàn)高效綠色地利用。
為解決這一關(guān)鍵技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)秸稈類(lèi)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(yùn)金副教授課題組，首次研發(fā)出生物質(zhì)碳複合功能相三維材料的製備工藝，以秸稈類(lèi)生物質(zhì)廢棄物為原料經(jīng)化學(xué)活化後與金屬二價(jià)鹽及含氮化合物均相混合，通過(guò)高溫熱解製備出3D功能催化材料，實(shí)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(dá)1500平方米，對(duì)目前廣(guǎng)泛存在的持久性有機(jī)及無(wú)機(jī)類(lèi)有毒汙染物均呈現(xiàn)出顯著的去除性能，且去除效率是傳統(tǒng)納米複合材料的50至100倍。
據(jù)介紹，該新型3D複合材料的製備工藝將生物質(zhì)廢棄物活化為三維多級(jí)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(shí)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)熱解法製備工藝複雜、還原處理風(fēng)險(xiǎn)較高以及非金屬元素改性效果不佳等缺陷。
該新型製備工藝實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)廢棄物的再利用及汙染物的高效去除，且其具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉及易大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)，適用於工業(yè)化生產(chǎn)。同時(shí)，該新型製備工藝為基於生物質(zhì)的3D先進(jìn)功能催化材料的開(kāi)發(fā)、構(gòu )築和應(yīng)用提供了理論支持及科學(xué)指導(dǎo )。
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秸稈類(lèi)生物質(zhì)廢棄物衍生新型催化材料
[2017-08-21]
來(lái)源：中青在線(xiàn )
中青在線(xiàn )訊(周慧 中國(guó)青年報(bào)·中青在線(xiàn )記者 王磊）近日，合肥工業(yè)大學(xué)一項(xiàng)科研成果以秸稈類(lèi)生物質(zhì)廢棄物為原料，成功製備出多維數(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(jī)及重金屬有毒汙染物，解決了秸稈類(lèi)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(jiǎn)單、產(chǎn)率高、結(jié)構(gòu )可控及易於規(guī)模生產(chǎn)等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，具有廣(guǎng)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(lèi)生物質(zhì)廢棄物具有雜質(zhì)多、來(lái)源廣(guǎng)、儲(chǔ)量大及難處理等特點(diǎn)，如果處理不當(dāng)會(huì)危害環(huán)境及人體健康，引發(fā)疫病。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年產(chǎn)生約2.5億噸秸稈類(lèi)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(wú)法實(shí)現(xiàn)高效綠色地利用。
為解決這一關(guān)鍵技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)秸稈類(lèi)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(yùn)金副教授課題組，首次研發(fā)出生物質(zhì)碳複合功能相三維材料的製備工藝，以秸稈類(lèi)生物質(zhì)廢棄物為原料經(jīng)化學(xué)活化後與金屬二價(jià)鹽及含氮化合物均相混合，通過(guò)高溫熱解製備出3D功能催化材料，實(shí)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(dá)1500平方米，對(duì)目前廣(guǎng)泛存在的持久性有機(jī)及無(wú)機(jī)類(lèi)有毒汙染物均呈現(xiàn)出顯著的去除性能，且去除效率是傳統(tǒng)納米複合材料的50至100倍。
據(jù)介紹，該新型3D複合材料的製備工藝將生物質(zhì)廢棄物活化為三維多級(jí)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(shí)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)熱解法製備工藝複雜、還原處理風(fēng)險(xiǎn)較高以及非金屬元素改性效果不佳等缺陷。
該新型製備工藝實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)廢棄物的再利用及汙染物的高效去除，且其具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉及易大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)，適用於工業(yè)化生產(chǎn)。同時(shí)，該新型製備工藝為基於生物質(zhì)的3D先進(jìn)功能催化材料的開(kāi)發(fā)、構(gòu )築和應(yīng)用提供了理論支持及科學(xué)指導(dǎo )。
