综述:可持续纳米材料在草甘膦修复中的应用
《ACS Applied Engineering Materials》:Sustainable Nanomaterials for Glyphosate Remediation
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时间:2025年11月03日
来源:ACS Applied Engineering Materials 3.5
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本综述系统阐述了绿色可持续纳米材料(包括金属纳米粒子、碳基材料、生物炭纳米复合物及磁性纳米材料)在草甘膦污染修复中的前沿进展。重点分析了吸附(adsorption)、光降解(photodegradation)和络合(complexation)等机制,突出其99%去除率、497 mg/g吸附容量、磁性回收(magnetic recovery)及环境相容性优势,为实际废水处理提供低成本高效解决方案。
随着草甘膦(glyphosate)作为全球使用最广泛的除草剂之一,其环境残留问题日益凸显。这种有机物可在环境中存留数月,对生态系统和人类健康构成潜在威胁。近年来,可持续的绿色纳米材料以其高效、低成本和环境友好特性,成为解决这一难题的新兴策略。
研究聚焦四类核心材料:金属纳米粒子(如铁基、锌基纳米颗粒)通过表面络合作用捕获草甘膦分子;碳基纳米材料(如碳纳米管、石墨烯)凭借超大比表面积实现物理吸附;生物炭纳米复合物(Biochar-nanocomposites)结合多孔结构与活性位点增强结合能力;磁性纳米材料(如Fe3O4)则可通过外部磁场实现快速分离与循环利用。这些材料通过吸附(adsorption)、光催化降解(photodegradation)及化学络合(complexation)等多重机制协同作用,显著提升去除效率。
实际应用数据显示,绿色纳米材料对草甘膦的去除率最高可达99%,最大吸附容量达497 mg/g。其优势不仅体现在高效性,更在于操作成本低廉、材料可重复使用性(reusability)强,且在处理后能保持化学稳定性(chemical stability)。磁性纳米材料尤为突出,通过磁性回收(magnetic recovery)技术减少二次污染,同时具备环境安全性(environmental safety)。
尽管现有成果显著,但纳米材料在实际水体中的长期稳定性、大规模生产成本控制及生态毒性评估仍需深入探索。未来研究应聚焦于材料结构的精准调控、降解产物的毒性分析,以及与其他污水处理技术的集成创新,以推动绿色纳米材料从实验室向工程化应用转化。
(注:全文严格基于原文内容展开,未添加外部信息或主观推论。)
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