经常喝咖啡，

会产生很多咖啡渣，

位于西海岸新区古镇口融合创新区的

中国科学院海洋研究所

（以下简称“海洋所”）

张瑞永研究员团队冒出一个想法：

能不能以废弃咖啡渣

为原料制备防污涂料，变废为宝？

张瑞永团队进行多孔泡沫结构二氧化铈合成试验。李勋祥摄

带着这一想法，

研究团队对废弃咖啡渣

进行了创新性开发，

日前制备出一种催化剂，

能够有效杀灭细菌，

进而实现绿色长效防治海洋生物污损。

据张瑞永介绍，2023年底，团队在办公室进行头脑风暴时，积攒许久未倒的咖啡渣引起了大家的注意，思考将咖啡渣废物利用，来解决生物污损问题。针对这一课题，团队成员张仕珺便开始牵头尝试。

做了几百次实验，寻找不同变量下的最优解，张仕珺最终获得了孔泡沫结构的二氧化铈（CeO₂）。实验证明，这是一种优秀的防污防腐光催化剂。

据团队成员张鑫解释，废弃咖啡渣溶液在80摄氏度条件下含有帕拉黄嘌呤、可可碱和茶碱等成分，这些产物可用于辅助合成多孔泡沫结构二氧化铈。多孔泡沫结构的二氧化铈是一种氧化物半导体材料，经过光催化过程，也就是在光照条件下，能够产生活性自由基，去攻击附着在金属上的细菌，从而达到保护金属、防污杀菌的目的。为了制备出这种特殊结构的二氧化铈，团队花费了好几个月时间。

泡沫状CeO2与球状CeO2光催化杀菌示意图

在扫描电镜图像中，多孔泡沫结构的二氧化铈就像一块海绵。这种海绵状结构的二氧化铈可以提升可见光利用效率，高效转化太阳能为化学能，为光催化反应提供强大动力。将这个粉末（多孔泡沫结构的二氧化铈）掺杂到涂料中，涂在船舶等海洋装备上，能起到很好的防腐防污杀菌作用。

制备出多孔泡沫结构二氧化铈，完成实验室防污试验后，张瑞永团队加快让这种催化剂“走出”实验室，开展海试。

“深蓝之光”栈桥

海洋所古镇口园区旁边的“深蓝之光”栈桥是第一个试验点。实验室里，张瑞永拿出四片铁板，展示试验成果。四块铁板中，有的涂层散落，有的锈迹斑斑。在防护涂层中加入了多孔泡沫结构二氧化铈的铁板，经过60天海水实验后，涂层依然完好，铁板没有腐蚀。

目前，张瑞永团队制备的多孔泡沫结构二氧化铈仍然在海洋所西海岸科考船码头基地进行防污防腐效果试验，未来将不断开展试验，持续验证、提升其防污性能。

海洋生物污损会增加航行阻力，增大能耗，引发海滨电厂和核电厂等重要功能设备的管道阻塞和检测设备失灵等。近年来，随着环境保护要求的提高，从源头上开展生物污损规律和生物附着机制研究，并发展绿色、环保的防污技术成为新的需求。

绿色环保，正是多孔泡沫结构二氧化铈在防污防腐之外的又一个优势。

在张瑞永看来，团队的研究成果，不仅为光催化海洋防污涂料的开发提供了绿色、高效且具有工业化潜力的新方法，并且显著减少了环境污染和生产成本，为绿色防污涂料的研发奠定了坚实基础，展现出重要的科学价值和广阔的应用前景。

来源 |青岛日报、中科院之声

编辑|高一铭