顆粒在線訊：近日，西南林業(yè)大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院徐開蒙教授團隊在國際權(quán)威期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院一區(qū)TOP，IF=16.744）在線發(fā)表了題為《Gaseous formaldehyde adsorption by eco-friendly, porous bamboo carbon microfibers obtained by steam explosion, carbonization, and plasma activation的研究論文。徐開蒙教授為論文通訊作者，2020級材料與化工專業(yè)碩士研究生蘇柑錨為論文第一作者，杜官本教授和美國田納西大學(xué)王思群教授為論文共同通訊作者。其他作者包括材料與化學(xué)工程學(xué)院碩士研究生熊進輝、李秋實，材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生駱思遙、張玉鵬，國際竹藤中心鐘土華副研究員，美國田納西大學(xué)David P. Harper教授，美國佐治亞理工學(xué)院Zhenguan Tang博士以及學(xué)院解林坤教授、柴希娟教授、張蓮鵬副教授和吳春華教授等。

該研究成果得到了國家自然科學(xué)基金（32060381）、云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究面上項目（202201AT070058，2019FB067）、云南省教育廳科學(xué)研究基金研究生項目（2022Y552）、云南省“興滇英才支持計劃”青年人才專項（YNWR-QNBJ-2020-203）和高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計劃“111”項目（D21027）等的資助。

該工作首次利用蒸汽爆破、高溫碳化和射頻等離子體協(xié)同改性的方法對云南特色竹種—巨龍竹進行處理，制備了對室內(nèi)有害甲醛氣體具有高效選擇性吸附能力的多孔竹碳微米纖維。在最優(yōu)協(xié)同處理條件下，竹碳微米纖維對甲醛的吸附量可達205.28mg/g，遠高于傳統(tǒng)的竹炭、竹活性炭、商業(yè)活性炭以及其他通過化學(xué)濕法改性制備的生物質(zhì)基活性炭。結(jié)合密度泛函理論計算揭示了O–C=O和pyrrolic N兩種最優(yōu)含氧含氮官能團對甲醛分子吸附的增效機理。該工作提出的多孔竹碳微米纖維制備工藝簡單、成本低廉、綠色環(huán)保，為國家和云南省竹木資源的高值化開發(fā)利用提供了新思路與新途徑，具有巨大的市場推廣和應(yīng)用潛力，是林業(yè)工程學(xué)科對國家“雙碳”戰(zhàn)略和云南省“生態(tài)文明排頭兵建設(shè)”的重要支撐。

圖1 多孔竹碳微米纖維制備流程及氣態(tài)甲醛吸附機理

圖2 等離子體改性竹碳微米纖維XPS的C 1s、N 1s、O 1s譜圖：（a）240W氧氣等離子體處理，（b）120W氮氣等離子體處理

圖3 多孔竹碳微米纖維幾種典型含氧含氮官能團對甲醛分子吸附能理論計算

圖4 與商用活性炭、活性碳纖維和生物質(zhì)基活性炭吸附性能比較

徐開蒙教授團隊近年來聚焦于生物質(zhì)微納米功能纖維材料和生物質(zhì)功能復(fù)合材料等的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究工作，在生物質(zhì)/高分子樹脂復(fù)合材料、纖維素/殼聚糖基納米纖維水體重金屬吸附功能材料、竹基多孔微米纖維甲醛氣體吸附功能材料和生物質(zhì)碳納米纖維電極材料等方面開展了一系列研究，已在《Composites Part B: Engineering》、《Composites Science & Technology》、《Industrial Crops & Products》、《Cellulose》、《Journal of Materials Research & Technology》、《Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers》、《International Biodeterioration & Biodegradation》和《Journal of Applied Polymer Science》等國際知名SCI刊物以第一及通訊作者身份發(fā)表SCI期刊收錄論文近30篇，出版中英文專著5部，指導(dǎo)學(xué)生獲“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)業(yè)計劃大賽云南省省級金獎3項，銀、銅獎5項，培養(yǎng)研究生赴國際竹藤中心和吉林大學(xué)等攻讀博士學(xué)位。

來源：高分子科學(xué)前沿|