隨著現代工業的發展，選礦、冶金、化工、電鍍等行業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，北京科技大學能源與環境工程學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合作用，且該反應是自發的、不可逆、吸附反應。
　　

BCTD制備及其對污染物的去除機理

　　
　　通過BET等檢查發現，超聲可清除生物炭表面及孔道中雜質，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、陽離子同步去除提供一種好的方法，為農業廢棄物玉米芯的資源化利用提供技術參考。
　　
　　該研究近期以“Efficient simultaneous removal of cadmium and arsenic in aqueous solution by titanium-modified ultrasonic biochar”在線發表于國際環境科學與生態學領域重要期刊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項(2015ZX07205-003)和工業污染物資源化處理北京市重點實驗室資助。