Forscher enthüllen unterschiedliche photokatalytische Prozesse von Cr(VI) auf zellulose- und ligninreicher Pflanzenkohle

Berichten zufolge befinden sich in China bis zu 300 bis 500 Milliarden Tonnen Pflanzenkohle im Boden, in Sedimenten und in aquatischen Lebensräumen. Die Entdeckung der photokatalytischen Aktivität von Pflanzenkohle eröffnet neue Horizonte für das Verständnis, wie diese Substanz geochemische Prozesse im Zusammenhang mit wichtigen Umweltelementen beeinflusst und reguliert. Allerdings können die Biomassequellen und die Pyrolysetemperaturen die Struktur der Pflanzenkohle erheblich beeinflussen, was zu erheblichen Schwankungen führt.

Kürzlich hat ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Fan Qiaohui vom Northwest Institute of Eco-Environment and Resources der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) eine Reihe von Pflanzenkohlen unter Verwendung von zellulosereichem Pakchoi und ligninreichen Maiskolben als Biomasse zur Erforschung hergestellt der Photoreduktionsprozess von Cr(VI).

Diese Studie wurde veröffentlicht in Umweltforschung.

Sie fanden heraus, dass Zellulose- und Lignin-Biokohle aufgrund der Variabilität ihrer strukturellen und morphologischen Eigenschaften signifikante Unterschiede in der Lichtabsorption, Leitfähigkeit, Photostromreaktion und Energiebandstruktur aufwiesen.

Die photokatalytische Reduktionseffizienz von Zellulose-Pflanzenkohle für Cr(VI) war etwa 1,3-mal höher als die von Lignin-Pflanzenkohle. Ungefähr 70 % der Photoaktivität in Zellulose-Pflanzenkohle wurde auf ihren löslichen Anteil zurückgeführt, während sie bei Lignin-Pflanzenkohle fast 100 % betrug.

Trotz erheblicher Unterschiede in den löslichen Anteilen dominierten sie die photokatalytische Reduktion von Cr(VI) in beiden Pflanzenkohlesystemen.

Während der photokatalytischen Reduktion von Cr(VI) war der Elektronentransport an der Grenzfläche der Schlüsselreaktionsweg, doch das in der Zellulose-Pflanzenkohle produzierte ·O2- trug tatsächlich irgendwie zur Reduktion von Cr(VI) bei.