11月9日，我院姜晓谦课题组在中科院一区TOP期刊Separation and Purification Technology (IF=8.1) 发表了题为“Comparative study of adsorption and slow-release performance and mechanism of phosphoric acid and ammonia-modified biochars on 2,4-dichlorophenoxyacetic acid”的研究论文。
开发缓释药肥是减少农药和肥料迁移、提高其利用效率的有效途径之一。该研究以松树木屑为原料，在不同热解温度（300 ℃、500 ℃和700 ℃）下制备了磷改性（P-WBC）和氨改性生物炭（NP-WBC），比较了两种碳基材料对除草剂（2,4-二氯苯氧乙酸, 2,4-D）的吸附、缓释能力以及其内在机理的差异。依据热解温度与改性手段对材料稳定性和吸附、缓释能力上的交互提升作用，研制出了一种碳基绿色药肥，实现了对农药和肥料的固持和缓释。
Graphical Abstract
研究表明，热解温度、磷改性和氨改性均通过丰富生物炭的表面形貌、孔隙结构和优化官能团组成，显著改善了生物炭对2,4-D的吸附和缓释。吸附机制包括孔隙填充、氢键、π-π相互作用和含磷/氮官能团键合，而释放行为主要受Fickian扩散控制。
P-WBC和NP-WBC的主要活性反应位点分别是位于边缘的类磷酸盐官能团（C-O-P1）和吡啶N。由于C-O-P1与2,4-D的氢键和含磷官能团键合的作用更强，P-WBC具有更强的2,4-D 吸附和缓释能力。其中，500 ℃ P-WBC表现出优异的热稳定性、较高的吸附容量(75.27 mg g-1)和最优的缓释性能(9.34%)。500 ℃ P-WBC负载2,4-D后展现出与市售2,4-D相当的除草效果，并且还能为植物提供生长所需的磷源，符合作为绿色缓释药肥的条件。该研究为碳基绿色药肥的研发提供了一条途径。
500 ℃ P-WBC和NP-WBC对2,4-D的吸附和缓释机理
中山大学农业与生物技术学院为第一单位，2023级硕士生唐良杰和已毕业硕士生陈水清为该论文的共同第一作者，指导老师姜晓谦副教授为通讯作者，已毕业本科生王宁参与了本项研究。本研究得到了国家自然科学基金项目的资助。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.130470
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排版：邓颖琪
初稿：唐良杰
初审：姜晓谦
审核：辛国荣
终审：程月华
