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、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。