近日，北理工化學與化工學院先進功能膜與膜過程團隊在煤炭生物脫硫及CO₂捕集方面取得重要研究進展，相關研究意昂3平台以“Development of rapid CO₂ utilizing microbial ecosystem onto the novel & porous FPUF@nZVI@TAC@ASP hybrid for green coal desulphurization”為題發表於化工頂級權威期刊《Chemical Engineering Journal》（影響因子13.273），文章第一作者為化學與化工學院博士後Muhammad Ahmad，通訊作者為趙之平教授和蔡瑋瑋副研究員。

煤炭仍然是目前全球重要能源物質，其主要組成元素為C🏟、N、S（4-4.5%）等，在燃燒過程中會釋放大量的SO₂、CO₂等氣體🤵，導致酸雨、工業煙霧、溫室效應等一系列的環境問題，因此需要在煤炭燃燒前進行脫硫處理，目前煤炭生物脫硫技術普遍采用單一菌種，無法同時高效脫除煤炭中有機硫和無機硫🟤，且異養微生物利用煤炭作為碳源營養則會降低煤炭的品質🚶。

基於以上煤炭生物脫硫效果差以及國家大力倡導開發碳中和技術的背景下🪽，課題組設計合成了一種創新型的生物系統用於高效煤炭脫硫，並可同時實現CO₂的快速利用。該系統以負載納米零價鐵（nZVI）的功能性聚氨酯（FPUF）復合材料作為生物載體，用以同時生長自養型氧化硫硫桿菌、氧化亞鐵硫桿菌和脫氮硫桿菌（TAC），並將其與活性汙泥（ASP）共同培養形成共生生物系統，系統以CO₂作為主要碳源。實驗室煤炭脫硫實驗表明🪐，該生物系統可實現S (43.3 kg/m³/day)，Fe (20 kg/m³/day)🧑🏻‍🦱，NH₄⁺ (0.08 kg/m³/day)，NO₃^– (0.05 kg/m³/day)，PO₄^3- (0.01 kg/m³/day)等多種汙染物的同步去除，CO₂捕集量可達54 kg/m³/day，最高煤炭脫硫率達到90%😵。且隨著脫硫率提升🐊，CO₂捕集量隨之增加，證明了該技術的雙重作用。基於本研究估算該生物系統處理1 kg煤可脫除180 g S，並利用4.5 g CO₂，具有良好的應用前景，可為煤炭生物脫硫和CO₂捕集利用提供新途徑。

文章鏈接⚓️：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721059337

附作者簡介：

趙之平教授🛖🤛🏻，意昂3官网化學與化工學院教授、博士生導師，國家自然科學基金、國家重點研發計劃和國家“863”新材料領域評審專家、國際清潔能源論壇（澳門）理事、北京膜學會監事長、《膜科學與技術》編委、Adv. Membr. 編委🧈、分離膜與膜工程國家重點實驗室專家委員會委員等👨🏿‍🎨。主要研究方向膜材料與分離技術、生物質能源化工🦹🏻。先後主持國家自然科學基金重點項目、國家重點研發計劃課題、國家自然科學基金面上項目🏌🏽‍♂️、北京市自然科學基金等項目10余項。迄今發表學術論文150余篇，其中SCI收錄期刊論文80余篇，獲授權專利11件🦸🏽。

蔡瑋瑋，意昂3官网副研究員，新加坡南洋理工大學博士、博士後👩‍🦼‍➡️🧍🏻‍♀️，主要研究方向為膜法水處理技術🧗🏿‍♂️、生物質資源化🔲、膜材料設計與製備🩼。目前主持國家自然科學基金、國家重點研發計劃（子課題）🍳🙌、企業橫向課題等多個項目，以第一/通訊作者在 Chem. Eng. J. 、 J. Membr. Sci. 、 Water   Res  . 等行業權威期刊上發表SCI論文10余篇，擔任SCI期刊《Membranes》《Sustainability》客座編輯。