生物与环境工程学院荣琨博士在绿色纳米材料的微观界面行为方面取得新成果，相关成果以“Removal of aqueous Cr(VI) by green synthesized sulfide iron nanoparticles loaded corn straw biochar: Performance, mechanism, and DFT calculations”为题，发表于《Applied Surface Science》期刊。《Applied Surface Science》是由Elsevier集团出版的材料界面领域的国际重要学术刊物，目前位列中国科协高质量科技期刊分级目录中材料表面与界面领域的T1级，同时为SCI中科院分区TOP期刊。

本文利用废梨皮提取液绿色合成了生物炭负载纳米铁并进行硫化改性后得到了S/YP-INPs@CB，从合成硫铁比等三个因素优化了制备条件，用(HR)TEM、TGA等方法表征了材料，从共存阴离子等七个条件分析了S/YP-INPs@CB去除Cr(VI)的影响因素，基于XPS和FTIR等方法提出了去除Cr(VI)的化学反应机理。最后利用密度泛函理论（DFT）计算分析了S/YP-INPs@CB与Cr(VI)反应的微观界面行为，并提出了Fe₃O₄与FeS去除Cr(VI)的分子机制。本文发现了Fe₃O₄和FeS去除Cr(VI)时吸附能和吸附键长的不同，Fe₃O₄和FeS向Cr(VI)转移的电子在Cr原子、Fe原子、O原子等周围的聚集和损失情况，并且量化了不同材料成分向Cr(VI)转移的电子量。本研究可以为农业固废资源化和重金属污染治理提供技术支持。

图1 材料不同成分对HCrO₄^-和Cr³⁺的吸附构型、配位键长、吸附能和差分电荷密度

该研究得到了山东航空学院科研基金项目（2021Y02）的资助。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433224014429

（生物与环境工程学院 供稿）