随着电商的普及，日常生活中我们越来越离不开快递和外卖，过度包装产生的废纸箱已经成为环境污染的隐患。中科院合肥物质明升体育app研究院技术生物与农业工程所研究员吴正岩注意到了这一点。
最近，他带领团队把废纸箱中的纤维素转化为微米碳球，与纳米铁形成一种新材料，实现了水体中六价铬的污染修复。美国明升手机会学术期刊日前发表了这项成果。
废纸箱的灵感
“先生，您的快递到了！”生活在电商无孔不入的移动互联网社会中，智能手机用户不可避免地成为“网购爱好者”，吴正岩也不例外。尽管他常常惊讶于商品的精美包装，但拆开后还是将包装箱扔进了垃圾箱。
“废纸箱不仅造成了资源浪费，还导致严重的环境污染。”环境研究的职业敏感性让吴正岩注意到这个问题。他开始思考如何对废纸箱进行循环利用。
吴正岩长期致力于水体重金属污染的治理。他告诉《明升官网明升体育app报》记者，大量未经处理的污染物不断排入水中，使水体中的重金属含量急剧升高。
其中，六价铬是一种常见的重金属离子。用含铬废水灌溉农田，铬离子在土壤里积累，会导致作物中铬超标。长期食用受铬污染的水与食物会引起流鼻涕、打喷嚏、瘙痒、鼻出血、溃疡和鼻中隔穿，甚至有致癌危险。
“我们发现，纳米铁对六价铬具有还原性，而废纸箱的成分可以给纳米铁提供一个很好的载体环境。”吴正岩说，如果能将这些纸箱变废为宝，应用在水污染治理上，将会起到双重环保作用。
分散纳米铁的碳球
“废纸箱主要成分为木质素和纤维素。我们首先将木质素去除，然后利用水热处理将余下的纤维素转化为微米碳球。”吴正岩介绍，纤维素的主要成分是碳，在高温高压下它会自动形成碳球。这项常规的处理手段是技术的关键之一。
技术的另一关键在于分散纳米铁。零价纳米铁具有粒径小、比表面积大、还原性强等优点，将其应用在铬、铅、镉等重金属元素去除上有显著效果。
纳米铁本身容易团聚，从而对铬的还原效率造成影响。而使用微米碳球作为载体，可提高纳米铁分散性，将铬快速从六价还原成三价，降低其毒性。
“我们用废纸箱的成分制作出碳球，为纳米铁提供了便捷的载吸材料。”吴正岩说。研究以紫外分光光度计来表征铬的去除率，目前去除率可达80%。
水热处理是降低成本的关键
近年来，含铬化合物被广泛应用于金属加工、电镀、制革等明升。记者发现，尤其在电塑厂、皮革厂排放的污水里，铬离子含量巨大，导致部分城市的饮用水质出现了致癌致畸致突变的污染指标。
“这些水其实人是无法饮用的。即使放到污水处理厂，处理也是相当困难。”吴正岩表示，该项技术可在污水排放到下水道之前，就用材料有效地去除铬，大大减少铬污染水源的危险性。
不过，该技术需要用到水热处理，成本较高，是明升化应用的关键瓶颈。目前，研究团队正在致力于开发低成本的方法，促进该成果的明升化。（来源：明升官网明升体育app报 程唯珈 甘晓）
