2024年7月15日上午，由北京环境科学学会青年工作委员会主办、中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院承办的“首都环境视界”第三季第5期青年学术沙龙在线上顺利召开。本次学术沙龙的主题为“环境功能材料研究进展”，北京市科协2023-2025年度青年托举人才、中国矿业大学（北京）王建超召集并主持会议。沙龙邀请了清华大学、北京林业大学、中国城市建设研究院等单位的青年学者围绕环境功能材料开展学术交流，并与相关领域内专家学者共同探讨学习，为实现生态文明建设与双碳目标贡献力量。
北京林业大学杜子文老师主要针对OBS等新兴PFAS污染物难分解、吸附机制不清、选择性吸附机理缺乏的问题开展研究。报告围绕选择设计具有结构可调性、均匀孔径和易于氟化的有机单元的金属-有机框架（MOFs）来吸附OBS，系统介绍了不同共存竞争物质存在下，氟化MOFs对OBS的选择性吸附。并进一步基于吸附实验、表征、分子动力学（MD）模拟和密度泛函理论（DFT）计算，提出MOFs氟化结构与OBS之间的选择性吸附机制，为开发新型高效吸附材料提供依据。
清华大学戚祥老师关注了基于污染物剂量的水质标准无法准确表征水质对水生态和人体健康风险的问题，并且水质安全研究亟待引入“综合毒性效应”指标。针对该问题，报告人近年来主要对电活性生物膜水质综合毒性预警机制不清、性能不足、系统集成缺乏的问题开展研究，从机制、性能与应用三方面介绍了电活性生物膜水质实时预警。建立了电活性生物膜电信号动态响应模型，解析了物质传递和电子传导对电活性生物膜电信号水质预警的响应机制，为定向调控技术的开发提供理论指导。并提出导电材料掺混生物膜、生物膜形貌设计、电极结构等系列设计方法，从传质和传导角度综合提升电活性生物膜水质预警灵敏度20倍。在应用方面，构建了集多通道进样系统、高灵敏传感单元、数据采集及智慧解译的水质预警仪器，结合物联网建立了水质综合毒性预警系统。
中国城市建设研究院孔祥蕊老师针对表面硫化对零价铁（ZVI）去除V(V)的影响尚未深入研究、其机理尚未完全阐明等问题，研究评估了硫化微米ZVI (S-mZVI)对V(V)的去除效果，并深入解析了其潜在去除机制。通过表征证实了在mZVI上制备了均匀分布的FeSx壳层，并发现在S/Fe为0.05的条件下制备的S-mZVI对V(V)的去除率最高，达到98.1%，是mZVI的98倍。在pH为3.0时，V(V)去除率达到100%。最后，系统揭示了S-mZVI去除V(V)主要是通过还原、吸附和沉淀等机制的综合作用。这些发现为应用ZVI材料去除V(V)及环境功能材料设计提供了重要基础。
中国环境科学研究院邵宇超老师针对当前生物质废物水热腐殖化高值转化研究存在限速步骤不清、腐殖化机制不明以及水热腐殖化潜力预测手段缺失等问题，通过研究旨在识别木质纤维素类废物水热腐殖化的限速步骤以突破水热腐植酸产率低的瓶颈，解析木质纤维素类废物三素（半纤维素、纤维素、木质素）的水热转化特性，揭示腐植酸组装的机理和最优路径与构建木质纤维素类废物水热腐殖化预测模型。研究为木质纤维素类废物水热转化提供重要的理论基础，为实现生物质废物高值化应用提供了技术支撑。
中国矿业大学（北京）王建超老师介绍了有序介孔氮化碳的构建及对腐植酸的吸附新机理。腐殖质（HSs）具有污染属性以及储碳资源属性，吸附过程是其研究的基础理论。以HSs传统吸附理论存在缺陷为背景，通过研究阐明了pH、碱金属、碱土金属对HSs构型的影响，提出构型主导型吸附新机理，实现了HSs吸附异质性的解释。采用的吸附材料为石墨相氮化碳，阐明了其吸附HSs的潜力以及与HSs之间存在静电、π电子、氢键等传统吸附作用，并提出了伪模板法，合成具有纳米颗粒结构、均一介质结构的石墨相氮化碳吸附材料，实现对HSs的强化吸收。研究为功能材料设计提供了重要理论依据。
我国生态文明建设进入了减污降碳协同发展的关键时期，现阶段面临“减污、降碳”双重目标。当前水体中存在一类新的污染问题，给生态文明建设造成了不小的挑战。针对这些问题，创新具有特殊功能的环境材料、解析功能材料对污染物的去除机制对生态文明建设具有重要意义。
本次沙龙充分促进了环境领域内青年科技工作者的学术交流，实现了科研思路与经验的共享，为后续青年科技工作者解决环境功能材料问题提供了思路与基础。中国矿业大学（北京）也将继续围绕“环境功能材料研究”开展前瞻性基础理论与应用研究，开拓环境污染治理中“减污、降碳”协同的新路径，为新时期生态文明建设及双碳目标实现做出切实贡献。
本期召集人:王建超
中国矿业大学（北京）化环学院讲师/硕导。北京市青年托举人才。中国环境科学学会污染源排放与管控专业委员会委员、中国再生资源产业技术创新战略联盟青年专家委员。主要从事功能材料合成与应用研究。主持国家自然科学基金、中国博士后科学基金、国家资助博士后人员研究计划B类等项目。在EST、WR、CEJ等期刊发表SCI论文30余篇，参编英文专著2部。
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