【成果推介】木质纤维改性及其在重金属污染修复中的应用

成果简介

木质纤维是地球上丰富的可再生资源。我国每年产生大量秸秆等农林废弃物，但目前的有效利用率不到40%。广西生物多样性和森林覆盖率位于我国前列，桉树皮、蔗渣等农林废弃物资源更加丰富，每年总量达到1.2亿吨。农林废弃物含有丰富木质纤维，从中提取或转化利用木质纤维已经成为农林废弃物的重要利用方向和关键领域，可以“变废为宝”，对我国“碳达峰、碳中和”战略具有重要意义。我国重金属污染治理形势严峻，绿色高效的修复材料与装备相对匮乏。木质纤维孔隙率高、活性位点多，具有制备高性能重金属吸附材料的加工属性和改性潜力。本成果以广西农林废弃物为原料，构建新型、经济的木质纤维的体系一步快速转化技术，研发了多功能木质纤维基多重金属离子吸附材料，开发了配套技术装备，实现了废水中多重金属离子的同步快速高效去除，保障了污染土壤中重金属的长效钝化与稳定化。有效提升了木质纤维资源的高值化利用，践行了重金属污染的绿色治理与修复。

应用前景

本项目以绿色、经济的农林废弃物为原料，构建了新型、经济的木质纤维基材的液-固体系一步快速转化技术，开发了具有高效吸附性能的木质纤维基多重金属离子吸附材料，解决了木质纤维在重金属污染治理领域中的产业化应用技术瓶颈。在此基础上，进一步开发了地表/地下重金属污染“快速去除、长效稳定、高效匀质”的系列精准修复技术及装备，有效解决了现有工程修复技术中地表废水深度净化困难、污染地下水原位修复寿命短、浅层污染土壤钝化效果波动性大、深层污染土壤注药均质性差等难点问题，在多重金属复合污染协同防治新材料、新技术、新工艺和工程应用方面取得了原创性突破。

成熟度

本项目共获相关专利60件，其中发明专利30件，实用新型专利30件，编制广西地方标准2项。发表学术论文100余篇，其中SCI收录50篇。入选国家重点环境保护实用技术名录2项，绿色“一带一路”技术储备库1项。本项目形成的新材料、新技术、新装备等成果在广西、湖南、贵州、云南、湖北、甘肃、河北、河 南、浙江等60余个重金属污染工矿场地、流域/河道工程项目的应用，累计经济效益超15亿元，2018年~2020年新增销售收入超9亿元，新增利润8985.11万元，新增税收4233.9万元。近三年主要应用在广西、云南、湖南、河北、甘肃、浙江等含重金属污染的矿山、农田、工业污染场地、流域，采用本项目新材料、新技术、新装备，均达到工程项目的验收目标，实现绿色修复。

成果展示

图1 农林废弃物液-固一步快速转化技术制备木质纤维基多重金属离子吸附材料

图2 多功能木质纤维基多重金属离子吸附材料结构性能示意图

知识产权情况

成果完成人

轻工与食品工程学院：朱红祥

成果转化，请联系成果与合作处，联系人：刘老师，联系电话：0771-3904162。