近日,ACS ES&T Engineering期刊编辑致信告知团队前期研究成果被主题专刊“Advancing Materials for Environmental Remediation and Human Health Protection”亮点报道(https://doi.org/10.1021/acsestengg.4c00136)。该专刊从ACS ES&T Engineering期刊近3年发表的500篇相关论文中共遴选5篇综述和9篇研究论文,介绍了全球环境功能材料前沿研究成果。其中,团队磷污染控制与资源化课题组开发的用于水体富营养化原位控制的复合纳米锁磷剂作为典型案例被重点介绍,该研究成果以“Phosphorus Binding by Lanthanum Modified Pyroaurite-like Clay: Performance and Mechanisms.”为题于2021年发表于ACS ES&T Engineering (https://doi.org/10.1021/acsestengg.1c00218),张延扬副教授为第一作者,硕士毕业生孔波为第二作者,潘丙才教授为通讯作者。
水体富营养化是全球性的重大环境问题,而磷(P)是造成水体富营养化的关键因子。向富营养化水体中投加锁磷剂是一种简单方便且行之有效的内源磷控制手段,但商业锁磷剂如镧改性膨润土(LMB)在实际应用中面临锁磷容量偏低、易受共存阴离子和有机质影响等挑战。团队成功研制出Mg/Fe层状双金属氢氧化物基载镧复合纳米锁磷剂(L-CMF-x),实现了镧氧化物纳米颗粒在载体Mg/Fe LDHs层间纳米空间的稳定固载,在低平衡浓度(0.1 mg/L)下的锁磷容量约为LMB的3-5倍,且可同步去除多种形态的有机磷,为新型锁磷剂的开发和应用提供了新思路。
为满足实际工程应用需求,近期,课题组在复合纳米锁磷剂(L-CMF)的量产方面取得新进展。通过优化合成方法,开发出复合纳米锁磷剂的规模化制备工艺,目前已成功实现材料的百公斤级生产,所生产的锁磷剂磷吸附容量稳定且可同步降浊除藻,已于江阴市某富营养化水体进行了初步现场技术验证,表现出良好的深度除磷效果与底泥磷钝化能力,为复合纳米锁磷剂的实际应用提供了技术基础。目前,课题组正在与中国稀土集团等单位合作,以进一步推动该材料的吨级量产和工程应用。
图1.规模化生产现场照片