江南大学环境与土木工程学院（江苏）

近日，江南大学环境与土木工程学院环境催化团队在有色金属冶炼烟气汞污染排放控制方向取得系列进展，研究成果在Environmental Science & Technology（简称ES&T）上连续发表学术论文6篇。ES&T为环境领域国际权威期刊，是自然指数（Natural Index）选定期刊，是ESI环境科学与生态学领域TOP期刊，具有广泛的影响力。该团队的青年教师梅剑助理研究员、博士生王昶和硕士生孔令楠分别为论文第一作者，杨士建教授为通讯作者。

旨在全球范围内控制和减少汞排放的国际公约《水俣公约》已经正式生效，而中国是世界上汞污染排放量最大的国家，面临着巨大的减排压力。有色金属冶炼是我国主要的人为汞排放源之一，但目前其常用的汞污染控制技术波立登-诺辛克法使用剧毒的氯化汞溶液作为吸收液，工艺操作复杂，具有潜在的安全风险，亟需开发替代技术。

该团队研究发现利用气态硫化氢与过渡金属氧化物反应（CuO/TiO2、MoO3/TiO2和Fe2O3/TiO2），可在其表面修饰一层过渡金属硫化物如CuS（Environ. Sci. Technol.2018, 52, 10003-10010）、MoS3（Environ. Sci. Technol.2019, 53, 4480-4489）和FeS2（Environ. Sci. Technol.2020, 54, 586-594）。研究发现这些过渡金属硫化物具有优异的从冶炼烟气中吸附高浓度气态零价汞的性能，为此该团队提出了利用可再生的整体式二氧化钛负载的过渡金属硫化物吸附剂回收冶炼烟气中零价汞的新思路。

但是二氧化钛负载单一过渡金属硫化物吸附剂吸附气态零价汞的性能一般，为此该团队基于气态零价汞在过渡金属硫化物表面化学吸附机制建立了吸附动力学模型，通过比较吸附动力学参数揭示了过渡金属硫化物吸附气态零价汞性能的构效关系。在此基础上，通过不同过渡金属硫化物的复合产生协同效，设计出了具有更加优异的从冶炼烟气中回收气态零价汞性能的可再生金属硫化物吸附剂如FeMoSx/TiO2（Environ. Sci. Technol.2020, 54, 586-594）、硫化MoO3/Fe-Ti spinel（Environ. Sci. Technol.2020, 54, 7659-7668）和MoSx@γ-Fe2O3（Environ. Sci. Technol.2020, 54, 1992-2001）。

为了进一步降低吸附法控制冶炼烟气汞污染排放的成本，该团队将天然闪锌矿（工业炼锌的原料）引入了锌冶炼烟气汞污染控制研究，通过浮选过程中的Cu2+活化加速其对零价汞的吸附，开发了具有优异零价汞吸附性能的天然金属硫化物矿物吸附剂（Environ. Sci. Technol.2020, 54, 7687-7696）。该活化闪锌矿在吸附零价汞后仍可作为原料用来炼锌，并可以实现零价汞在锌冶炼厂中的集中控制。上述研究得到了江苏省杰出青年基金（No.BK20150036）和国家自然科学基金（Nos. 21777070和21906070）的资助。

杨士建，江南大学环境与土木工程学院教授、硕士、博士生导师。主要研究工作面向燃煤烟气氮氧化物和汞减排的国家重大需求，以表面科学和材料科学为基础，以环境催化为手段，试图为燃煤烟气氮氧化物和汞的减排提供最优解决方案。科研成果及奖励主要有江苏省杰出青年基金（2015），江苏省双创团队核心成员（2014），江苏省333工程第三层次（2016），香江学者（2014）。

延伸阅读：

江南大学环境与土木工程学院拥有环境科学与工程一级博士学位授权点，资源与环境、土木水利两个硕士专业学位授权点，环境工程专业通过全国工程认证，入选国家一流本科专业建设点，具有从学士、硕士、博士到博士后流动站完整的人才培养体系，下设环境工程系和土木工程系。学院建有江苏省厌氧生物技术重点实验室、江苏省生物质能与减碳技术工程实验室、江苏省建筑产业现代化示范基地、无锡规划环境影响评价中心、无锡低碳城市发展研究中心、无锡市太湖水治理与生态修复中心、装配式建筑虚拟建造仿真实验平台等多个科研平台与基地。学院近三年（2017-2019）承担并完成了水体污染控制与治理科技重大专项、国家科技支撑计划项目、国家高技术研究发展计划、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、青年项目和其他国家、部省级纵向科研项目217项，纵向项目经费4239.2万元，完成横向科研项目274项，横向项目经费4525.3万元。近三年（2017-2019），学院教师在国内外发表高水平学术论文296篇，其中SCI论文173篇（中科院一区论文49篇）；出版专著、教材23部；申报国际发明专利10项，授权4项；申报国家发明专利272项，授权46项；授权国家实用新型专利77项；获省部级各类奖项19项。学院积极为经济建设等领域的基础工程、民生工程建设、环境保护和生态修复等方面做出了重要贡献，在本学科领域形成了自身的特色与优势。

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