随着现代工业的发展，选矿、冶金、化工、电镀等行业排放的废弃物常常导致土壤和水体重金属污染。近期研究表明，纳米颗粒负载生物炭可有效提高生物炭吸附能力，但大部分研究针对的为重金属阳离子或阴离子，同步高效去除的研究相对较少。
　　
　　为此，北京科技大学能源与环境工程学院林海教授课题组采用溶胶凝胶法合成了性能良好、去除能力强的生物炭材料BCTD。
　　
　　该生物炭材料BCTD对Cd(II)和As(V)的朗格缪尔吸附量分别为72.62 mg/g和118.06 mg/g，其同步去除As (V)和Cd(II)主要机理为离子交换和络合作用，且该反应是自发的、不可逆、吸附反应。
　　

BCTD制备及其对污染物的去除机理

　　
　　通过BET等检查发现，超声可清除生物炭表面及孔道中杂质，增加总孔体积和孔数量，提高生物炭的负载能力，且TiO2负载成功；与未改性生物炭相比，该生物炭材料BCTD比表面积增大了150倍，总孔体积提高了6.5倍，孔数量明显增多。
　　

BC、TD和BCTD吸附前后的SEM-EDS图

　　
　　该研究为水体中重金属阴、阳离子同步去除提供一种好的方法，为农业废弃物玉米芯的资源化利用提供技术参考。
　　
　　该研究近期以“Efficient simultaneous removal of cadmium and arsenic in aqueous solution by titanium-modified ultrasonic biochar”在线发表于国际环境科学与生态学领域重要期刊Bioresource Technology（2019 IF = 6.67）。论文第一作者为博士生罗明科，通讯作者为林海教授。本研究得到了国家水污染控制与治理科技重大专项(2015ZX07205-003)和工业污染物资源化处理北京市重点实验室资助。