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面对大气污染、水污染和土壤修复等环境挑战,白炭黑凭借其高吸附性和催化活性,成为环保领域的新兴“明星材料”。从挥发性有机物(VOCs)治理到重金属离子去除,白炭黑基复合材料正推动环保技术向高效、低成本方向升级。
在生物过滤法处理VOCs的过程中,疏水性有机物(如戊烷)的传质效率低是制约去除率的关键瓶颈。通过在生物滤池中添加疏水气相白炭黑,可使戊烷的去除效率从60%提升至90%。其机制在于,白炭黑表面甲基基团与有机物形成范德华力,促进微生物降解。
传统活性炭对铅、镉等重金属离子的吸附容量有限(<50mg/g)。通过将氨基功能化白炭黑与磁性Fe₃O₄纳米粒子复合,开发出可磁分离的重金属吸附剂,其对Pb²⁺的吸附容量可达200mg/g,且可在5分钟内完成固液分离。该材料已应用于电镀废水处理,使出水重金属浓度低于0.1mg/L,达到饮用水标准。
在石油污染土壤修复中,白炭黑基光催化剂(如TiO₂/SiO₂复合材料)通过产生羟基自由基,可60天内将总石油烃(TPH)降解率从30%提升至85%。更关键的是,该材料可重复使用5次以上,使修复成本降低60%。