近日,我院廉菲教授课题组在纳米生物炭的环境行为及其生态功能领域取得重要研究进展,相关成果分别以《Novel insights into the impact of nano-biochar on composition and structural transformation of mineral/nano-biochar heteroaggregates in the presence of root exudates》《Nano-biochar modulates the formation of iron plaque through facilitating iron-involved redox reactions on aquatic plant root surfaces》为题在线发表在环境领域著名期刊Environmental Science and Technology(IF: 9.028)和Environmental Science: Nano(IF: 8.131)。同时,第二篇论文被遴选为Environmental Science: Nano期刊的底封面论文(back cover)。该系列文章均以为第一署名单位,廉菲教授分别为第一和共同通讯作者。
近年,农业废弃物生物炭转化技术作为一种促进农业可持续发展的有效途径,在土壤改良、温室气体减排以及受污染环境修复等方面均表现出了广阔的应用前景,也为解决粮食危机、全球气候变化等环境问题,提供了新思路。纳米生物炭是生物炭结构中最为活跃的组分,在水土环境中具有极强的迁移能力和表面反应活性。课题组研究发现,纳米生物炭在环境中不仅能够与土壤含铁矿物发生异相团聚(heteroaggregation),更为重要的是其能够诱导含铁矿物晶体结构发生转化,这为深入理解水土环境中碳、铁以及其他重要元素的生物地球化学循环提供了重要理论参考。此外,课题组还拓展了纳米生物炭在农业领域的应用,发现纳米生物炭能够有效诱导水稻根表铁膜的形成,新形成的铁膜具有独特的组成和结构,其形成机制主要为纳米生物炭对亚铁离子的直接氧化亦或作为电子穿梭体促进电子在亚铁与根际中氧化性物质间的电子传递。本研究对于开拓生物炭材料在农业及环境领域中的应用具有重要指导意义。
论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c02127
https://doi.org/10.1039/D2EN00032F