2024年5月，杜冬云教授团队在工程技术与化学化工领域权威期刊《Chemical Engineering Journal》(中科院一区 TOP，IF=15.1)上发表最新研究成果：Stepwise extraction of Fe, Si from copper slag and self-assembly synthesis of microspheres for As(V) removal: Resource transformation and environmental governance。我院硕士研究生陈东辉、李泓为论文第一作者，占伟副教授为论文通讯作者，金沙威尼斯欢乐娱人城为唯一通讯单位。
我国经济蓬勃发展，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价，这两者之间的矛盾日趋尖锐，于是《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出：“节能减排”这一重要目标。中国是全球最大的铜生产国，但铜矿石加工所产生的铜渣（CS）每年高达约3000万吨。这些尾矿渣随雨水浸出和工程建设等因素导致重金属的迁移和渗透，造成严重的重金属污染。针对工业固体废弃物处理和重金属污染控制，利用工业固体废弃物来处理重金属污染，被认为是一种可行的解决方案之一。
为响应国家号召，该研究以工业固体废弃物——铜渣（CS）为基体材料，利用“分步提取-模板合成法”制备出铁氧化物和介孔二氧化硅（mSiO2），并引入富含羟基与羧基的海藻酸钠进行交联，合成了对As(V)具有良好吸附性能的微球吸附剂：Fe-mSiO2/SA（FSA）（Φ=2–3 mm）。所制备的mSiO2具有高度有序的六方介孔结构，负载的铁均匀分散在mSiO2上，并以α-FeOOH和β-FeOOH的形式存在。研究还发现了在富氧条件下，Fe3O4被氧化成γ-Fe2O3，吸附的As(V)与Fe2+发生电子迁移还原成As(III)，形成稳定的单齿络合结构固定在FSA表面。同时，这些微球的独特球体结构克服了传统粉末吸附剂在固液分离方面的不便和高成本问题。
这项研究提出的高效、绿色FSA制备方法为铜渣的高价值化利用和砷污染的高效治理提供了新途径，与国家“节能减排”的发展目标相一致，有望为促进经济与环境的协调发展做出贡献。
占伟副教授长期致力于砷等重金属的污染治理技术以及废渣资源化的研究工作，2021年至今已在Chemical Engineering Journal、Separation and Purification Technology、Science of The Total Environment、International Journal of Biological Macromolecules、 Chemosphere等重要期刊发表论文8篇。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.151860
