近日，机能学院能环系叶超副教授以浙江科技大学为第一单位在国际权威期刊Science of the Total Environment上发表了题为“Mechanism study of toluene removal using iron/nickel bimetallic catalysts supported on biochar”的研究论文。硕士研究生杨豪锋为该论文的第一作者，叶超为论文通讯作者，Science of the Total Environment期刊影响因子9.8，中科院大类一区，Top期刊，论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171732，该研究受到国家自然科学基金项目资助。

生物质气化技术是实现“双碳”目标及缓解气体能源短缺的重要方法之一，然而副产物焦油严重影响生物质气化技术的大规模应用。本研究以农业废弃物稻壳为载体，合成了负载铁和镍的稻壳生物炭，以甲苯为焦油模型化合物，考察了催化剂对甲苯的脱除效果，揭示了生物炭基单金属和双金属催化剂对甲苯催化裂解的作用机理。实验结果表明，载铁和载镍的双金属生物炭催化剂具有出色的甲苯脱除性能，其中，通过在700°C进行二次焙烧获得的DBC–Fe2.5%-Ni2.5%催化剂的甲苯脱除效率最高，达到92.76%。催化剂中的铁和镍元素均匀分散在生物炭的表面和孔隙中，在Fe的作用下，Ni的团聚和烧结减少，同时催化剂的表面酸性位点增加，从而强化甲苯的催化裂解。Fe、Ni双金属在700°C时发生了强烈的金属相互作用，生成Fe_0.64Ni_0.36合金和NiFe₂O₄合金，上述两种Ni-Fe合金能够强化对甲苯的催化裂解并为反应提供晶格氧，并降低积碳的生成。本研究为强化焦油脱除和抑制积碳生成提供了理论指导和技术参考。