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近日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部成都沼氣科學研究所秸稈資源化利用創(chuàng)新團隊在材料合成領(lǐng)域取得突破。該團隊首次利用三元低共熔溶劑技術(shù)，開發(fā)出一種兼具高效磷吸附與抗菌功能的復合材料，為水體富營養(yǎng)化治理與公共衛(wèi)生安全提供了新解決方案。相關(guān)成果日前發(fā)表于國際期刊《先進復合與雜化材料》。

論文通訊作者、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部成都沼氣科學研究所研究員代立春介紹，研究團隊創(chuàng)新性采用由葡萄糖、尿素、氯化鑭組成的三元低共熔溶劑作為前驅(qū)體與反應(yīng)介質(zhì)，通過一步溶劑熱法，合成出生物質(zhì)炭片負載的碳酸鑭納米線復合材料。該材料呈現(xiàn)獨特的二維層狀結(jié)構(gòu)，碳酸鑭納米線均勻分散于生物質(zhì)炭基底中，形成“納米線—炭片”協(xié)同體系。

實驗表明，該材料對高濃度復雜廢水（如沼液）與低濃度自然水體（如池塘水）均展現(xiàn)出卓越的磷吸附能力，磷去除率均超過99%。吸附機理研究揭示，配體交換誘導的內(nèi)層絡(luò)合是主導磷酸鹽吸附的核心機制，而生物質(zhì)炭片表面的含氮官能團通過增強對磷酸根的親和力，進一步提升了吸附效率。密度泛函理論計算驗證了這一分子級相互作用。

代立春表示，除吸附性能外，該材料還表現(xiàn)出顯著的抗菌功能。實驗數(shù)據(jù)顯示，其對常見致病菌金黃色葡萄球菌的抑制率高達99.99%，為水處理過程中的微生物污染控制提供了雙重保障。

傳統(tǒng)磷吸附材料多依賴高溫煅燒或多步改性，工藝復雜且成本較高。而本研究通過低共熔溶劑體系，在溫和條件下實現(xiàn)“溶劑—反應(yīng)介質(zhì)—模板”三重功能集成，大幅簡化了合成流程。低共熔溶劑由天然生物質(zhì)成分構(gòu)成，具有可降解、低毒性特點，符合綠色化學理念。

我國水體富營養(yǎng)化問題日益嚴峻，農(nóng)業(yè)面源污染是主要成因之一。“該材料的高效除磷能力可廣泛應(yīng)用于沼液處理、養(yǎng)殖廢水凈化等領(lǐng)域，助力農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。同時，其抗菌特性在飲用水安全、醫(yī)療廢水處理等方面具有潛在應(yīng)用價值。”代立春表示，下一步將優(yōu)化材料規(guī)?；a(chǎn)工藝，并探索其在高磷血癥治療等領(lǐng)域的跨界應(yīng)用。

（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部成都沼氣科學研究所供圖）