9月27日消息，日本同志社大学（Doshisha University）应用化学系Asif Ali、Michiaki Matsumoto与Yoshiro Tahara团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表研究，以入侵性香蒲（bulrush）农业废弃物为碳前驱体，通过单步共热解工艺制得零价铜纳米粒子增强活性炭复合材料ZVCu@BAC，用于工业染料废水处理。

工艺路线的核心在于省去外加化学还原剂：以硝酸铜与KOH辅助，利用生物质热解过程中原位产生的CO与H₂还原性挥发气，直接在介孔碳框架内生成并锚定零价铜（Cu⁰）纳米粒子，避免传统金属改性所需的二次还原步骤。所得复合材料比表面积达984.5 m²/g，总孔容0.615 cm³/g，针状Cu⁰结构均匀分布且无团聚。

吸附性能方面，该材料界面呈两性（pHzc≈9.0），可广谱去除阳离子与阴离子染料：亚甲基蓝最大吸附量62.31 mg/g，甲基橙56.37 mg/g，日落黄35.76 mg/g；吸附遵循Langmuir等温线与准二级动力学，属于自发放热过程，机理涵盖静电吸引、π-π堆叠、孔填充及与Cu⁰位点的配位作用。经0.1M KOH/丙酮洗脱再生，6次循环后亚甲基蓝去除率仍保持90.6%、甲基橙88.0%。

经济性是该项研究的另一亮点：估算生产成本约1800日元/公斤，显著低于商用活性炭。作者指出约20%的难降解纺织废水未经处理直接排放，而膜分离与高级氧化工艺受高能耗、膜污染与运维成本制约。将零成本的入侵性香蒲废弃物转化为功能碳材料，兼具废弃物资源化与水处理降本双重价值，符合循环经济方向，对纺织、造纸、皮革、食品加工等染料废水排放大户具有直接应用前景。 （来源：Phys.org）