合肥工業(yè)大學化學與化工學院姚運金副教授課題組，以秸稈類生物質廢棄物為原料，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廢棄物難以利用的難題。相關研究成果日前發(fā)表在環(huán)境領域重要期刊《應用催化》上。

姚運金課題組首次研發(fā)出生物質碳復合功能相三維材料的制備工藝，以秸稈類生物質廢棄物為原料經(jīng)化學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。每克該新型材料可用于吸附的總面積最高可達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，且去除效率是納米復合材料的50至100倍。

據(jù)介紹，該新型3D復合材料的制備工藝將生物質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構、高比表面積及表界面特性，在單設備中實現(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)熱解法制備工藝復雜、還原處理風險較高以及非金屬元素改性效果不佳等缺陷，極大提高了其在實際應用中的抗中毒能力、穩(wěn)定性及重復利用性，且生物質原料資源豐富，制備成本低，比表面積大并具有多級孔結構，因此具有廣闊的工業(yè)化應用前景。

我國每年產生約2.5億噸秸稈類生物質廢棄物，而現(xiàn)有的諸如生物質液化、生物柴油、堆肥填埋及直接焚燒等處理方法，均無法實現(xiàn)高效綠色的利用。該新型制備工藝簡單、成本低廉及易于大規(guī)模生產，實現(xiàn)了生物質廢棄物的再利用及污染物的高效去除，同時，也為基于生物質3D先進功能催化材料的開發(fā)、構筑和應用提供了理論支持及科學指導。