銅草基載銅活性炭的制備及其在催化轉(zhuǎn)移氫化中的應(yīng)用

徐 玲, 鐘 洋, 徐海峰, 陳旭杰, 李彥辰, 蔣雨希, 呂秀陽(yáng)

(浙江大學(xué)生物質(zhì)化工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 浙江大學(xué) 化學(xué)工程與生物工程學(xué)院, 浙江 杭州310027)

1 前 言

土壤重金屬污染是全球面臨的難題之一，污染物包括Cu、As、Cd、Hg、Zn、Ni 等[1]。植物修復(fù)技術(shù)利用植物根系選擇性地吸收土壤中的重金屬元素，從而達(dá)到降低土壤中重金屬含量的目的，該技術(shù)成本較低、不破壞場(chǎng)地結(jié)構(gòu)且適用范圍較廣[2]。目前全世界共發(fā)現(xiàn)400 余種具有重金屬富集效應(yīng)的植物[3]，其中銅草(Elsholtzia splendens，學(xué)名海洲香薷)是一年生草本植物，生存能力較強(qiáng)，生長(zhǎng)速度快，便于大面積培養(yǎng)，是一種很有潛力的Cu 污染土壤修復(fù)植物[4]。

植物修復(fù)后處理是待解決的另一個(gè)問(wèn)題，若處理不當(dāng)，極易造成二次污染。重金屬富集植物的后處理技術(shù)主要有焚燒法、堆肥法、壓縮填埋法、高溫分解法、液相萃取法和水熱轉(zhuǎn)化法等[5-7]。這些方法在減量化、資源化和無(wú)害化方面各有利弊，需要根據(jù)修復(fù)植物的特性發(fā)現(xiàn)合適的方法。對(duì)于銅草，它的顯著特點(diǎn)是重金屬單一、銅含量高(根部最高含銅量可達(dá)0.5%～3%)[8]。另一方面，載銅活性炭在催化(如加氫)[9-10]、廢水處理[11-12]、吸附分離[13-14]等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。由于銅草中銅以原子水平分散在植物細(xì)胞中，因而有望得到高分散性的載銅活性炭。

植物制備活性炭已經(jīng)開展了廣泛的研究[15-18]，通常包括炭化和活化2 步。炭化先形成活性炭初步結(jié)構(gòu)和燒去部分非碳元素，活化除了成孔和擴(kuò)大表面積，還能改變表面基團(tuán)。活化可以采用物理或化學(xué)法[19-20]，本文首次以銅草為原料，以CO2為活化劑，采用物理活化一步法制取銅草基載銅活性炭，并探究其在催化轉(zhuǎn)移氫化反應(yīng)中的應(yīng)用。……