Page 25 - 优秀学员达人录

上海市青少年科学创新实践工作站

达人 柳长青
上海理工大学环境科学与工程实践工作站
华东师范大学附属东昌中学
科创格言：正确地提出问题，有效地解决问题

课题研究拓宽了知识领域，丰富了思维
探索咖啡渣的资源化利用
探索咖啡渣的资源化利用 课题研究拓宽了知识领域，丰富了思维
上海作为中国最大的咖啡消费城市，每年咖啡的消费量超过 4 亿 本次在实践工作站的课题研究，确实提高了自己的科学素养，从
杯。咖啡的加工过程需要将烘焙好的咖啡豆磨成粉，进而采取高温 开题到实验再到结题，研究了如何将咖啡渣资源化利用。更重要的，
高压、蒸煮等方法浸沥咖啡豆粉末中的可溶性有机物质，后通过过 也接触到了在高中难以触及的实验及知识理论。对于自身而言，确
滤的方式将浸沥好的咖啡溶液分离。分离后残留的咖啡粉末即咖啡 实是一种拓展。在这之中，我拓宽了知识领域，丰富了思维，在课
渣由于其中的可溶性有机物被大量减少，没有再制作咖啡的价值而 题的最终答辩中，对于吸附后咖啡渣的处理也使我意识到仅有方法
被遗弃。 是远远不够的，也需要配套的一步步组合处理，才能真正处理解决
在 2020 年 7 月 1 日，上海市发布《上海市生活垃圾管理条例》， 实际问题，需要我将其想得更加全面，考虑得更加周到。
咖啡渣属于生物质废弃物，归类于湿垃圾，上海市每年的咖啡渣产 同时，通过导师的指导，也初步尝试了科学实验及分析处理，绘
量高达数百万吨，带来了巨额的处置成本。 制了拟合曲线，分析了动力学模型，对一些高于高中的知识有了进
为了有效将咖啡渣进行资源化利用，本课题通过磷酸 - 退火活化 一步的学习理解。
法制备了咖啡渣活性炭。以咖啡渣活性炭为吸附剂，进行咖啡渣活 在研究中我也意识到，针对复杂问题的解决途径可以并不复杂，
性炭对水中有机物的吸附实验，验证咖啡渣活性炭对水中有机物的 就像此次的改性咖啡渣一样，可以以相对简单的方法来实现。而对
吸附效果。通过咖啡渣活性炭对水中的吸附过程的吸附动力学和吸 与之后的学习，可以继续进一步解决吸附后咖啡渣的处理问题，来
附热力学实验，分析咖啡渣活性炭对水中有机物的吸附机理。通过 防止造成二次污染。
本研究可以验证咖啡渣制备而成的活性炭在有机物废水治理领域的 现在，虽然自己仅为高中生，培养自己的思维能力，尝试解决或
应用，并提供理论支持。为咖啡渣资源化和有机物处理提供新的方 大或小的问题，才是对于自己在学习生活中最重要的。
案。
研究中先磷酸活化后退火制备咖啡渣活性炭，取一定量的咖啡渣
浸渍在一定的比例的磷酸中，浸渍一定时间后在氮气的气氛条件下
在管式炉中进行退火，退火一定时间后制备成咖啡渣活性炭。本课
题验证了咖啡渣活性炭对水中橙黄Ⅱ的吸附效果，配制一定浓度的
橙黄Ⅱ溶液，投入一定量的咖啡渣活性炭，通过分光光度法测定不
同吸附时间条件下最终溶液中橙黄Ⅱ的浓度，并计算出咖啡渣活性
炭对溶液中橙黄Ⅱ的平衡吸附量，验证咖啡渣活性炭对水中橙黄Ⅱ
的吸附效果。通过吸附动力学实验，分析咖啡渣活性炭在对水中橙
黄Ⅱ的吸附过程中的限速步骤，并求得吸附速率常数，反映咖啡渣
活性炭对水中橙黄Ⅱ的吸附快慢；通过吸附热力学实验，分析咖啡
渣活性炭在对水中橙黄Ⅱ的吸附过程中的吸附特征，和吸附剂的表
面特征。

有良好的科研思维和科研潜力
有良好的科研思维和科研潜力
柳长青同学在工作站进行了改性咖啡渣对水中污染物的吸附研究。在课题的调查研究阶段，柳长青同学熟练地掌握了文献的查阅技巧，
并可以从文献中筛选出有助于课题开展的信息，可以主动地提出创新性的想法，展现出良好的科研思维和科研潜力。在课题的实验研究阶段，
柳长青同学可以根据实验需求提前整理总结实验方法，在实验过程中展现了很强的动手能力，善与人合作也喜欢帮助其他同学，态度端正，
可以严格遵守实验室的安全管理制度。
这是我第一次参与指导上海市青少年科学创新实践项目。现在的高中生的学习和分析能力让我吃惊，不仅仅是柳长青同学，其他同学也
在课题研究中展现了优秀的发现和解决问题的能力，体现了良好的科研潜力，使我对我国今后科研领域的发展充满信心，也激发了我作为
高校教师的崇高使命感。
——指导老师：上海理工大学讲师 张云澍

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