隨著(zhù)現代工業(yè)的發(fā)展，選礦、冶金、化工、電鍍等行業(yè)排放的廢棄物常常導致土壤和水體重金屬污染。近期研究表明，納米顆粒負載生物炭可有效提高生物炭吸附能力，但大部分研究針對的為重金屬陽(yáng)離子或陰離子，同步高效去除的研究相對較少。
　　
　　為此，北京科技大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院林海教授課題組采用溶膠凝膠法合成了性能良好、去除能力強的生物炭材料BCTD。
　　
　　該生物炭材料BCTD對Cd(II)和As(V)的朗格繆爾吸附量分別為72.62 mg/g和118.06 mg/g，其同步去除As (V)和Cd(II)主要機理為離子交換和絡(luò )合作用，且該反應是自發(fā)的、不可逆、吸附反應。
　　

BCTD制備及其對污染物的去除機理

　　
　　通過(guò)BET等檢查發(fā)現，超聲可清除生物炭表面及孔道中雜質(zhì)，增加總孔體積和孔數量，提高生物炭的負載能力，且TiO2負載成功；與未改性生物炭相比，該生物炭材料BCTD比表面積增大了150倍，總孔體積提高了6.5倍，孔數量明顯增多。
　　

BC、TD和BCTD吸附前后的SEM-EDS圖

　　
　　該研究為水體中重金屬陰、陽(yáng)離子同步去除提供一種好的方法，為農業(yè)廢棄物玉米芯的資源化利用提供技術(shù)參考。
　　
　　該研究近期以“Efficient simultaneous removal of cadmium and arsenic in aqueous solution by titanium-modified ultrasonic biochar”在線(xiàn)發(fā)表于國際環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)領(lǐng)域重要期刊Bioresource Technology（2019 IF = 6.67）。論文第一作者為博士生羅明科，通訊作者為林海教授。本研究得到了國家水污染控制與治理科技重大專(zhuān)項(2015ZX07205-003)和工業(yè)污染物資源化處理北京市重點(diǎn)實(shí)驗室資助。