研究背景
近年來由于工業和人類活動加劇，空氣/水污染問題愈發的嚴峻，并且受到了人們極大的關注。作為一種吸附材料，活性炭因其孔隙結構發達、官能團豐富、高機械強度和耐酸堿性能等特性而被廣泛應用于對污染物的去除。
關鍵問題
盡管活性炭相較于其他商業吸附劑具有無可比擬的優勢，但是其表面存在豐富的含氧官能團，由于氫鍵作用會對水分子會表現出高親和力。在實際應用中，環境中水分子會與目標污染物發生競爭吸附，最終導致活性炭對目標吸附物的吸附能力降低。然而，在不犧牲吸附性能的情況下提高活性炭的疏水性極具挑戰性。
研究內容
技術方案：
針對上述挑戰，張友法教授研究團隊以丙基三氯硅烷為單層分子刷源，活性炭表面羥基為活性位點，通過共價接枝方式在活性炭多孔結構中構筑單層疏水烷烴鏈。通過對疏水烷烴鏈長度的精準篩選，保留原有孔隙結構的基礎上實現了活性炭的高疏水性。
技術優勢：
在高相對濕度(90%)條件下，依舊能有效吸附甲苯(吸附量為2.34 mmol g?1)等揮發性有機化合物(VOCs)。疏水活性炭對水中浮油、乳化油和重油等油滴的捕獲能力也顯著優于未改性活性炭。在120 min內，疏水活性炭可以將oill-water乳液的化學需氧量(COD)從3968 mg L?1降低至0 mg L?1。
此外，疏水活性炭益于其靜電相互作用和表面疏水性，除對有害微生物小球藻(97.56%)和藻毒素(96.23%)的去除率也遠遠優于初始活性炭。
展望
上述結果表明，疏水活性炭綜合了多孔材料和疏水性材料的優勢使其在空氣污染控制和飲用水安全方面的應用前景廣闊。
該工作以“3D Monolayer Silanation of Porous Structure Facilitating Multi‐Phase Pollutants Removal”為題，發表在國際知名期刊《Small》上，并入選期刊封面文章。文章第一作者是東南大學季延正博士，通訊作者為張友法教授。該工作獲得了國家自然科學基金資助。
中華人民共和國國家發展和改革委員會 中華人民共和國工業和信息化部 中華人民共和國應急管理部 中華人民共和國生態環境部 中華人民共和國科學技術部 中華人民共和國財政部 中華人民共和國商務部 中國石油和化學工業聯合會
江蘇省發展和改革委員會 江蘇省工業和信息化廳 江蘇省財政廳 江蘇省生態環境廳 江蘇省科學技術廳 江蘇省商務廳 江蘇省應急管理廳 江蘇省市場監督管理局 江蘇省統計局
北京市化學工業協會 天津市石油和化工協會 遼寧省石油和化學工業協會 內蒙古石油和化學工業協會 重慶市石油與天然氣學會 河北省石油和化學工業協會 山西省化學工業協會 吉林省能源協會 黑龍江省石化行業協會 浙江省石油和化學工業行業協會 安徽省石油和化學工業協會 福建省石油和化學工業協會 江西省石油和化學工業協會 河南省石油和化學工業協會 湖北省石化行業協會 湖南省石油化學工業協會 廣東省石油和化學工業協會 海南省石油和化學工業行業協會 四川省化工行業協會 貴州省化學工業協會 云南省化工行業協會 陜西省經濟聯合會 甘肅省石化工業協會 青海省化工協會
電話：協會：025-8799064 學會：025-86799482
會員服務部：025-86918841
信息部：025-86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
增值電信業務經營許可證：蘇B2-20110130
備案號：蘇ICP備13033418號-1
