湖南农业大学黄卫团队JHM：超分子微晶功能化生物炭通过吸附诱导拓扑转变实现锑的高效靶向固定

随着工业活动加剧，锑（Sb）污染成为全球性水环境难题，传统吸附材料难以同时高效去除水体中的三价锑（Sb(III)）和五价锑（Sb(V)），且常受“位点屏蔽效应”制约。针对这一挑战，本研究旨在开发一种新型材料，实现对不同价态锑的同步深度去除及饱和吸附剂的资源化利用。通过将L-半胱氨酸/胱氨酸与聚乙烯亚胺（PEI）共锚定在木质素衍生生物炭骨架上，成功构建了超分子微晶功能化生物炭（CPPB）。该材料对Sb(III)和Sb(V)的最大吸附容量分别达513.5 mg/g和500.9 mg/g，90%以上容量在10分钟内完成，并具有宽pH适应性及优异的抗干扰与再生性能。研究揭示了“吸附诱导拓扑转变”机制：锑与活性位点的强配位作用驱动L-胱氨酸微晶由有序六方晶格转变为无序网络，动态暴露高密度位点。此外，吸附饱和的CPPB可转化为SbPO4/C复合材料，用作钠离子电池负极，实现“废物变资源”的闭环利用。该工作为设计响应型吸附材料及含锑废水深度处理与资源化提供了新策略。