2024年5月，杜冬云教授團(tuán)隊(duì)在工程技術(shù)與化學(xué)化工領(lǐng)域權(quán)威期刊《Chemical Engineering Journal》(中科院一區(qū) TOP，IF=15.1)上發(fā)表最新研究成果：Stepwise extraction of Fe, Si from copper slag and self-assembly synthesis of microspheres for As(V) removal: Resource transformation and environmental governance。我院碩士研究生陳東輝、李泓為論文第一作者，占偉副教授為論文通訊作者，中南民族大學(xué)為唯一通訊單位。

我國(guó)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，各項(xiàng)建設(shè)取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環(huán)境被破壞的代價(jià)，這兩者之間的矛盾日趨尖銳，于是《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》提出：“節(jié)能減排”這一重要目標(biāo)。中國(guó)是全球最大的銅生產(chǎn)國(guó)，但銅礦石加工所產(chǎn)生的銅渣（CS）每年高達(dá)約3000萬(wàn)噸。這些尾礦渣隨雨水浸出和工程建設(shè)等因素導(dǎo)致重金屬的遷移和滲透，造成嚴(yán)重的重金屬污染。針對(duì)工業(yè)固體廢棄物處理和重金屬污染控制，利用工業(yè)固體廢棄物來(lái)處理重金屬污染，被認(rèn)為是一種可行的解決方案之一。

為響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，該研究以工業(yè)固體廢棄物——銅渣（CS）為基體材料，利用“分步提取-模板合成法”制備出鐵氧化物和介孔二氧化硅（mSiO2），并引入富含羥基與羧基的海藻酸鈉進(jìn)行交聯(lián)，合成了對(duì)As(V)具有良好吸附性能的微球吸附劑：Fe-mSiO2/SA（FSA）（Φ=2–3 mm）。所制備的mSiO2具有高度有序的六方介孔結(jié)構(gòu)，負(fù)載的鐵均勻分散在mSiO2上，并以α-FeOOH和β-FeOOH的形式存在。研究還發(fā)現(xiàn)了在富氧條件下，F(xiàn)e3O4被氧化成γ-Fe2O3，吸附的As(V)與Fe2+發(fā)生電子遷移還原成As(III)，形成穩(wěn)定的單齒絡(luò)合結(jié)構(gòu)固定在FSA表面。同時(shí)，這些微球的獨(dú)特球體結(jié)構(gòu)克服了傳統(tǒng)粉末吸附劑在固液分離方面的不便和高成本問(wèn)題。

這項(xiàng)研究提出的高效、綠色FSA制備方法為銅渣的高價(jià)值化利用和砷污染的高效治理提供了新途徑，與國(guó)家“節(jié)能減排”的發(fā)展目標(biāo)相一致，有望為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

占偉副教授長(zhǎng)期致力于砷等重金屬的污染治理技術(shù)以及廢渣資源化的研究工作，2021年至今已在Chemical Engineering Journal、Separation and Purification Technology、Science of The Total Environment、International Journal of Biological Macromolecules、 Chemosphere等重要期刊發(fā)表論文8篇。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.151860