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烟草废弃物衍生炭材料的热化学制备与吸附机制研究进展

收稿日期：2024-12-12 修回日期：2025-02-08 接受日期：2025-02-15

DOI:10.20078/j.eep.20250309

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    摘要：烟草生产过程中产生的大量废弃物兼具废物与资源的双重属性。利用热化学技术将烟草废弃物转化为用于环境修复的生物基炭材料,有助于实现其清洁高效利用。系统综述了烟草废弃物衍生炭材料的制备策略及其在气、水、土污染物吸附机制方面的研究进展。现有研究表明... 展开+
    摘要：

    烟草生产过程中产生的大量废弃物兼具废物与资源的双重属性。利用热化学技术将烟草废弃物转化为用于环境修复的生物基炭材料,有助于实现其清洁高效利用。系统综述了烟草废弃物衍生炭材料的制备策略及其在气、水、土污染物吸附机制方面的研究进展。现有研究表明,烟草废弃物衍生炭材料可分为原生生物炭、功能化改性生物炭和活化改性生物炭3类,其结构特征与对应不同污染物的吸附机制存在显著差异。具体而言,功能化和活化改性炭材料通过静电吸引、离子交换和表面络合等机制,在气体捕集和废水处理领域展现出良好的应用前景;而原生生物炭则因其独特的理化性质,能够提升土壤肥力、增强微生物活性以及抑制污染物释放等,可作为高效的土壤调理剂。进一步研究发现,烟草废弃物衍生生物炭的吸附性能主要取决于其孔隙结构、表面官能团和芳香碳结构的协同作用。基于“制备−结构−效果”的构效关系,未来研究应着重探索自上而下的热化学制炭策略,以实现烟草废弃物向高效吸附炭材料的定向转化,为环境修复领域提供参考。

    收起-

    作者：

    • 杨佳林
    • 孟仕浩
    • 韩博宇
    • 范轩祯
    • 李婉婉
    • 阿衣拍衣力月提库尔
    • 孙佳友
    • 安锵
    • 詹昊*

    作者简介

    第一作者：杨佳林(2004—),男,贵州贵阳人,主要研究方向为烟草废弃物资源化利用。E-mail:2659912270@qq.com
    通讯作者：詹昊(1986—),男,湖南益阳人,讲师,主要研究方向为轻工有机固废的清洁利用与高值循环、农林生物质热解气化技术及热电气多联供工艺等。E-mail:hao.zhan@csu.edu.cn

    单位

    • 中南大学 能源科学与工程学院,湖南 长沙 410083

    关键字

    • 烟草废弃物
    • 热化学转化
    • 炭材料
    • 吸附机制
    • 环境修复

    基金项目

    国家自然科学基金资助项目(51906247);湖南省自然科学基金资助项目(2023JJ30691);大学生创新创业训练计划资助项目(CXPY2024450)

    引用格式

    杨佳林, 孟仕浩, 韩博宇, 等. 烟草废弃物衍生炭材料的热化学制备与吸附机制研究进展[J]. 能源环境保护, 2025, 39(5): 79−92.

    YANG Jialin, MENG Shihao, HAN Boyu, et al. Advances in Thermo-Chemical Preparation and Adsorption Mechanisms of Carbon Materials Derived from Tobacco Wastes[J]. Energy Environmental Protection, 2025, 39(5): 79−92.

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