水体污染是困扰人类美好生活的重要问题，其中很大一部分来自于各种纺织工厂排放的富含各种染料的有机废水。染料易着色，少量存在便能使水体产生变色影响水生物的生长，破坏生态系统，部分染料具有毒性，例如长期接触偶氮类染料会容易诱发癌症，因此染料废水的有效处理是污水处理领域的一大难题。目前各种污水处理方法层出不穷，例如光催化降解法、物理吸附法、膜过滤法以及臭氧化法等等，其中，吸附法因其成本低、适用条件温和、操作简单等优点在染料废水处理方面受到广泛关注，如何制备与染料大分子尺寸、性质相匹配的吸附剂是吸附法处理染料废水的关键。
(实验过程示意图)
近日，我院2018级化工2班梁烨在Journal of Molecular Liquids (IF=5.06，Q2)上发表题为“Hierarchical porous carbons from biowaste: Hydrothermal carbonization and high-performance for Rhodamine B adsorptive removal”的研究论文。梁烨同学从19年1月开始进入蔡进军老师实验室开展大学生创新训练，跟随17级研究生黄格格(现为同济大学博士生)针对本文研究内容进行材料设计与制备及其染料吸附性能表征等相关研究工作。该文报道一种农业废弃物竹笋壳基多级孔生物炭(比表面积3250m2/g)，室温下500 mg/L废水的平衡吸附量达3860 mg/g。Langmuir计算得到的最大吸附量达5398mg/g处于当前报道的高水平位置，这一优异吸附性能归因于高比表面积、微介多级孔和氮掺杂的协同效应(但吸附剂的循环利用还有待进一步探索和提高)。该文基于废弃物资源化利用制备生物炭本身是一个环境保护的过程，将生物炭应用到染料废水处理是一个环境治理的过程，相当于把环境中的废弃物变成环境中的有好材料，在环境保护和环境污染治理这两方面都会体现出它的价值和作用。
(染料的吸附等温线和拟合结果)
该论文中涉及的吸附剂样品由本科生梁烨、张庆制备，吸附测试由研究生黄格格完成，论文初稿写作由梁烨、黄格格、杨奕廷共同完成。梁烨和黄格格为论文共同第一作者，周继承教授和蔡进军副教授为共同通讯作者，湘潭大学为论文第一单位。该工作得到湘潭大学和维多利亚线路检测大学生创新实验训练项目的支持。梁烨、张庆、杨奕廷等本科生从2019年1月即进入蔡进军老师实验室，积极阅读相关文献并在维多利亚线路检测大学生创新训练项目支持下开展相关实训工作，目前主要是每周固定周末时间跟随研究生一起在吸附和催化方面进行相关研究工作。
(文：2018化工2班梁烨、2018化工1班杨奕廷)
原文链接：
Y. Liang, G. Huang, Q. Zhang, Y. Yang, J. Zhou, and J. Cai, Journal of Molecular Liquids, 2021, Accepted, https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.115580.
