近日，由我院曹迪副教授与2023级微生物方向硕士研究生于嘉恒在中科院二区期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》(IF：6.1)共同发表题目为“High-efficiency adsorption of crude oil and cadmium by bagasse biochar-supported iron ions and carbon nanotubes”的研究文章。该研究制备了碳纳米管-铁复合改性生物炭(Fe-CNT-BBC)，通过一系列表征分析与密度泛函理论(DFT)，剖析了Fe-CNT-BBC的吸附过程与机制，使其在去除水中原油和重金属Cd(Ⅱ)具有良好的发展与应用潜力。
该研究成功地制备了碳纳米管-铁复合改性生物炭(Fe-CNT-BBC)。表征分析表明，碳纳米管的加入增加了生物炭的含碳量，使其形成稳定的多孔结构。Fe-CNT-BBC的吸附机理主要有孔填充、静电吸引、π-π堆积作用和表面络合作用，其中铁离子在吸附过程中起关键作用。当原油与镉溶液共存时，存在竞争吸附现象。密度泛函理论(DFT)计算结果表明，Fe3O4-BBC的结合能达到20.3276 kJ·mol-1，能隙较小(1.0467 eV)，表明Fe3O4的加入提高了化学活性和电子转移速率。多功能复合吸附剂Fe-CNT-BBC在活性中心和吸附性能方面实现了协同增强，超过了单一改性生物炭，可用于原油和Cd(II)复合体系的高效脱除。
本研究得到了黑龙江省教育厅（UNPYSCT-2018084）以及黑龙江八一农垦大学研究生创新研究项目（YJSCX2024-Y32）的共同资助。
图文来源：曹迪
