近期我院金燕教授和樊保国教授带领的砥砺团队撰写的学术论文《Study on the Hg0 removal characteristics and synergistic mechanism of iron-based modified biochar doped with multiple metals》被爱思唯尔（Elsevier）出版公司旗下的能源环境领域顶级期刊《Bioresource Technology》（中科院一区TOP，IF=6.672）接受，刊于第332卷。该论文第一作者为贾里讲师，通讯作者为金燕教授，太原理工大学为第一完成单位，太原锅炉集团有限公司作为合作单位。
中国因人为汞排放面临着越来越大的国际压力与挑战。对于中国所要完成的汞减排任务，电力行业将是重要的突破点，而现阶段电厂无专门的汞排放控制装置。根据中国目前实际情况，并结合山西核桃产量位居全国第二的应用背景，砥砺团队提出了以核桃壳生物质作为原料制备经济高效的汞吸附剂，从而实现“以废脱毒”的技术路线。该方法不受煤种和燃烧工况的限制，具有广阔的应用前景。国内外尚未有相关研究报道，相关机理尚未确立。本论文以生物焦为载体，通过多元金属多层负载等功能化手段，获得了高效廉价的脱汞吸附剂，在获得改性生物焦Hg0脱除特性的基础上，利用多种表征分析手段研究样品的物质组成、晶相结构、热解特性、孔隙结构、微观形貌、元素价态和表面化学特性等，建立了改性生物焦理化性质与脱汞性能之间的构效关系。在识别生物焦吸附和氧化位点的同时，对前驱体制备与生物质热解、生物焦与所负载改性物质、不同负载金属自身之间的耦合作用机理及协同作用机制进行了研究，结合吸附动力学过程，利用程序升温脱附技术，揭示改性生物焦对Hg0氧化和吸附过程之间的深层次差异性机理，以及Hg0脱除过程的关键作用机制。
本论文得到了国家自然科学基金资助项目（U1510135；U1810126；U1910214）、山西省高等学校科技创新项目（2020L0073）的资助。
砥砺团队主要从事煤的清洁高效利用以及传热传质强化研究，具有流化床、煤粉燃烧器气固流动特性、烟气脱硫、脱硝、脱汞性能评价、燃烧、传热数值模拟等研究平台。团队始终以人才培养和服务国家经济建设两大目标为己任，不断深化创新理念，提高创新能力，将在国家能源革命的需求中、学校“双一流”建设中做出应有的贡献。
论文链接：https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0960852421004259
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图1 功能化修饰的改性生物焦复合材料烟气脱汞技术工艺图 |
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图2 文章详情 |
