2024年5月，杜冬云教授團隊在工程技術與化學化工領域權威期刊《Chemical Engineering Journal》(中科院一區 TOP，IF=15.1)上發表最新研究成果：Stepwise extraction of Fe, Si from copper slag and self-assembly synthesis of microspheres for As(V) removal: Resource transformation and environmental governance。我院碩士研究生陳東輝、李泓為論文第一作者，占偉副教授為論文通訊作者，中南民族大學為唯一通訊單位。

我國經濟蓬勃發展，各項建設取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環境被破壞的代價，這兩者之間的矛盾日趨尖銳，于是《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》提出：“節能減排”這一重要目標。中國是全球最大的銅生產國，但銅礦石加工所產生的銅渣（CS）每年高達約3000萬噸。這些尾礦渣隨雨水浸出和工程建設等因素導致重金屬的遷移和滲透，造成嚴重的重金屬污染。針對工業固體廢棄物處理和重金屬污染控制，利用工業固體廢棄物來處理重金屬污染，被認為是一種可行的解決方案之一。

為響應國家號召，該研究以工業固體廢棄物——銅渣（CS）為基體材料，利用“分步提取-模板合成法”制備出鐵氧化物和介孔二氧化硅（mSiO2），并引入富含羥基與羧基的海藻酸鈉進行交聯，合成了對As(V)具有良好吸附性能的微球吸附劑：Fe-mSiO2/SA（FSA）（Φ=2–3 mm）。所制備的mSiO2具有高度有序的六方介孔結構，負載的鐵均勻分散在mSiO2上，并以α-FeOOH和β-FeOOH的形式存在。研究還發現了在富氧條件下，Fe3O4被氧化成γ-Fe2O3，吸附的As(V)與Fe2+發生電子遷移還原成As(III)，形成穩定的單齒絡合結構固定在FSA表面。同時，這些微球的獨特球體結構克服了傳統粉末吸附劑在固液分離方面的不便和高成本問題。

這項研究提出的高效、綠色FSA制備方法為銅渣的高價值化利用和砷污染的高效治理提供了新途徑，與國家“節能減排”的發展目標相一致，有望為促進經濟與環境的協調發展做出貢獻。

占偉副教授長期致力于砷等重金屬的污染治理技術以及廢渣資源化的研究工作，2021年至今已在Chemical Engineering Journal、Separation and Purification Technology、Science of The Total Environment、International Journal of Biological Macromolecules、 Chemosphere等重要期刊發表論文8篇。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.151860