近日，藥學(xué)院/現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)學(xué)院、西南特色中藥資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室譚玉柱副教授課題組，以川芎藥渣為原料開發(fā)了一種能同時(shí)吸附脫除多種重金屬的新型殼聚糖改性磁性生物炭（CMBC），并在重金屬自然污染水體中成功應(yīng)用。相關(guān)成果于2024年5月10日在《Bioresource Technology》（中科院1區(qū)，TOP期刊）上以“Novel chitosan-modified biochar prepared from a Chinese herb residue for multiple heavy metals removal: Characterization, performance and mechanism”為題在線發(fā)表了研究性論文。藥學(xué)院/現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)學(xué)院2021級(jí)碩士王程玖為論文第一作者，譚玉柱副教授、彭成研究員、鄭川教授為共同通訊作者，藥學(xué)院/現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)學(xué)院、西南特色中藥資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為第一單位。

重金屬由于其毒性、內(nèi)在持久性和生物富集性，對(duì)人類健康和生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。開發(fā)選擇性強(qiáng)、吸附量大、檢測(cè)靈敏度高、穩(wěn)定性好的多功能吸附劑，既能降低治理成本，又能提高治理效能。生物炭（Biochar）因其高表面積、富含官能團(tuán)、環(huán)境友好、成本低廉、可再生利用等優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是最具前途的吸附劑之一。隨著我國中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展，中藥渣產(chǎn)量逐年遞增。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國中藥渣年排放量可達(dá)7000萬噸，傳統(tǒng)處理方式（如焚燒、填埋、堆放等）不僅造成二次污染，而且導(dǎo)致大量資源浪費(fèi)。愈加突出與嚴(yán)重的藥渣排放和處理問題，正制約著中藥制藥行業(yè)的發(fā)展。因此，亟需一種減量化、無害化、資源化處置途徑，促進(jìn)中藥產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)增效，實(shí)現(xiàn)中藥資源產(chǎn)業(yè)向資源節(jié)約和環(huán)境友好的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)模式轉(zhuǎn)變。課題組致力于藥物資源發(fā)現(xiàn)及中藥資源循環(huán)利用研究，本研究以川芎藥渣為原料，通過生物質(zhì)預(yù)熱解、Fe₃O₄和殼聚糖（CTS）改性制備殼聚糖改性磁性生物炭（CMBC）。系統(tǒng)研究了影響重金屬Cr(VI)、As(III)和Pb(II)吸附性能的關(guān)鍵因素，包括初始pH、吸附劑用量、環(huán)境溫度、接觸時(shí)間、初始濃度、離子強(qiáng)度和共存物質(zhì)。此外，通過在自然污染水體中的可再生和可重復(fù)使用的測(cè)試驗(yàn)證后，材料在多種實(shí)際水體中表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。多種表征方法結(jié)合密度泛函理論（DFT）計(jì)算探索了CMBC吸附重金屬的機(jī)理。

本研究改變了傳統(tǒng)中藥渣處理方式，“物盡其用、變廢為寶”，為中藥渣提供一種資源化處理路徑，更為重金屬吸附劑材料開發(fā)提供參考。

該研究得到四川省自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體（2023NSFSC1994）、國家中醫(yī)藥多學(xué)科交叉創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（ZYYCXTD-D-202209）以及四川省中醫(yī)藥科技產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（2022C001）等項(xiàng)目的資助。

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https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.130830

供稿：藥學(xué)院/現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)學(xué)院、西南特色中藥資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室譚玉柱課題組