中国林科院“十三五”国家自然科学基金项目优秀成果汇编报道13

——木质素基吸附材料与重金属离子选择性吸附机制
木质素基吸附材料与重金属离子选择性吸附机制
Lignin-based adsorbent and the mechanism of selective adsorption of heavy metal ions
木质素是木材的主要成分之一，也是自然界储量最为丰富的可再生芳香族高分子化合物。然而，木质素长期作为农林、制浆造纸工业的废弃物，未能得到充分、有效利用。同时，水体、土壤中高毒性重金属污染对生态环境造成了严重危害。开发环境友好型木质素基重金属离子吸附材料是解决当今资源和环境问题的有效途径。
中国林科院林化所金灿副研究员在国家自然科学基金（批准号：31400516）资助下，开展了木质素基吸附材料的可控合成及其重金属离子选择性吸附方面研究。研究团队利用光催化的巯基-炔基点击反应创制了一类绿色环保的木质素基离子吸附材料LBA。通过在木质素分子结构中可控引入三氮唑吸附结构单元，LBA对水相中Cd(II)离子的吸附容量达到87.4 mg/g，优于多数已报道的木质素基吸附材料。LBA对多种离子共存溶液中的Cd(II)离子具有优异的吸附选择性（选择性系数k=2.06），吸附过程为单分子层化学吸附，离子选择性吸附机理遵循软硬酸碱理论和空间效应。LBA材料经脱附再生后可多次重复使用，在含重金属离子水体资源净化及污水综合处理等领域具有应用前景。
相关研究拓展了木质素可控修饰定向合成离子选择性吸附材料的新方法，并为木质素资源的高效、高值化利用研究提供了理论支持。研究成果发表在ACS Sustainable Chem. Eng.，获得授权发明专利（专利号ZL201510478572.5），被Chem. Sus. Chem.、Chem. Eng. J.等知名SCI期刊引用，并入选2017年度中国林科院科技进展报告。
中国林科院科技处 2021-02-09

关键词 自然科学基金  科技成果  科技创新  林产化学  木质素基  重金属离子  图片