铬（Cr）污染是全球性的环境问题，主要以Cr(III)和Cr(VI)形式存在，其中Cr(VI)具有强烈的生物毒性，长期Cr暴露会影响土壤微生物多样性、酶活性并损害土壤环境及人体健康。目前，Cr(VI)的去除主要通过吸附法解决，因此制备出对Cr(VI)具有高吸附性能的炭基材料具有重要意义。
中国林科院林业所森林土壤研究团队采用纤维素纳米纤维（CNF）、桉树木焦油基活性炭（AC）和氧化石墨烯（rGO）制备了具有三维结构的N, S-共掺杂石墨烯气凝胶材料（GDAC），在Cr(VI)去除效果及机理揭示中取得了重要进展。研究结果显示GDAC对Cr(VI)的去除率为97%，最大吸附量为939.20 mg/g，具有较快的吸附速率和较高的吸附容量。GDAC中的氨基、巯基等基团可将部分吸附的Cr(VI)还原为Cr(III)，然后以络合物形式稳定存在。同时，溶液pH和共存阴离子之间形成的共价键对GDAC去除Cr(VI)有很强的影响，表明静电作用对Cr(VI)的去除有重要作用。本文在合成化学和环境材料科学的角度阐述了桉树木焦油基活性炭在Cr(VI)去除方面具有良好前景。同时，为桉树采伐剩余物的高值化利用提供了方向。
相关研究结果以题为“Free-standing N, S co-doped graphene aerogels coupled with Eucalyptus wood tar-based activated carbon and cellulose nanofibers for high-performance supercapacitor and removal of Cr(VI)”在线发表于《International Journal of Biological Macromolecules》（JCR一区、中科院一区TOP，IF2023=8.025）。林业所成洁助理研究员为论文的第一作者，孙启武研究员为论文的通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划课题（2022YFF130300503）的资助。