近日，环境学院沈飞教授团队采用磷酸+过氧化氢（简称：PHP）对来源于木质纤维素的生物炭进行氧化改性，开展PHP改性生物炭的调控以及提升污染物的吸附性能等相关研究，其研究性成果“Tailoring biochar by PHP towards the oxygenated functional groups (OFGs)-rich surface to improve adsorption performance”（PHP定制生物炭有助于在生物炭表面引入丰富的含氧官能团(OFGs)以提高吸附性能）在中科院领军期刊ChineseChemicalLetters（《中国化学快报》，中科院2区）发表，影响因子为6.779，该文由团队硕士研究生熊欣玥为第一作者，沈飞教授为通讯作者，我校为第一完成单位，农业农村部沼气研究所和加拿大卡尔加里大学为合作研究单位。
据悉，PHP技术是该团队于2013年自主研发成功，我校享有独立知识产权。在该团队之前的研究中，利用PHP对木质纤维素生物质进行预处理，回收的木质素副产物显示出丰富的OFGs和高效的亚甲基蓝吸附能力。这些结果说明，PHP能在酸性条件下氧化改性生物炭，而生物炭可以定制丰富的OFGs，
提高对污染物的吸附能力。该研究利用PHP改性定制生物炭形成丰富OFGs，并以亚甲基蓝(MB)作为模型污染物进行吸附，以反映PHP的改性效果。结果表明，原始生物炭，特别是来自较低温度热解的生物炭，经过PHP的氧化改性后有针对性地产生了OFGs。相应地，PHP改性生物炭对MB的吸附能力约为原始生物炭的21.5倍。为了评估PHP改性生物炭对不同原料的兼容性，该研究计算了生物炭对MB吸附量的变异系数，结果表明，PHP改性生物炭的变异系数为0.0038，而相应的原始生物炭的变异系数为0.64。这些结果表明，PHP改性在生物炭中表现出了较好的原料兼容性。当磷酸和过氧化氢含量分别为65.2%和7.0%时，最大吸附量为454.1 mg/g;通过提高温度和延长时间进一步强化了PHP改性。10批改性后磷酸的平均回收率为94.5%，说明1.0 kg磷酸(85%)能最大程度地改性2.37 kg生物炭。总之，该研究提供了一种新方法（PHP）去定制富含OFGs的生物炭，并提升了对MB的吸附性能。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cclet.2021.09.099