综述：溶剂辅助水热碳化产物在吸附应用中的研究进展

这篇综述系统探讨了溶剂辅助水热碳化（SA-HTC）技术制备的溶炭（solvochar）在污染物吸附领域的应用，重点对比了与传统水热碳化（HTC）的差异，分析了有机溶剂、离子液体（ILs）和低共熔溶剂（DES）对溶炭性能的调控机制，并总结了其在液相（染料、重金属）和气相（CO2 ）吸附中的单层化学吸附特性（PSO动力学）及再生潜力（5-10次循环）。

　　

溶剂辅助水热碳化（SA-HTC）的工艺与机制

溶剂辅助水热碳化（SA-HTC）是一种在溶剂介质中将生物质转化为富碳材料（溶炭）的技术，其反应温度（160-320°C）和压力（40-170 bar）显著低于传统水热碳化（HTC）。溶炭的形成涉及脱水、聚合和碳化的协同作用，而溶剂的选择（如乙醇、DES或离子液体）可调控材料孔隙结构和表面官能团（如-SO₃
H、-COOH）。例如，胆碱氯化物-草酸DES处理的棉秆溶炭（CS-STC180）比水热炭具有更高的比表面积（提升约40%）和铀吸附容量（353 mg/g）。

溶剂类型与材料设计

有机溶剂（如乙醇）能诱导介孔生成，而DES（如ChCl-尿素）通过Maillard反应将氮/氧原子嵌入碳骨架，增强CO₂
吸附（6.2 mmol/g）。非极性溶剂（石油醚）可能产生有毒副产物（如KCN），而酸性溶剂（HCl）可提高重金属吸附但会减少含氧基团。离子液体[Bmim][FeCl₄
]制备的碳材料（CAM-5-850）兼具染料吸附（240 mg/g 孔雀石绿）和超级电容性能（254 F/g）。

液相吸附应用

染料去除：磺化溶炭（SSC）通过静电作用吸附亚甲基蓝（1472.6 mg/g），而石墨烯/铁复合膜（GFPN）通过氢键去除刚果红（57.14 mg/g）。有机污染物：氨基磺酸化碳（NS-FCM）催化乙酰丙酸转化（2.1 mmol/g），而CNT-G-Ni纳米球通过π-π作用吸附有机溶剂（145 g/g）。重金属：葡萄糖-丙烯酸溶炭对Pb²⁺
/Cd²⁺
的吸附遵循Sips模型（351.4/88.8 mg/g），而Ag修饰稻壳炭（RW-Ag）对Fe³⁺
的吸附容量达568.7 mg/g。

气相吸附与再生

CO₂
吸附以物理填充为主，微藻溶炭（PC-DHTC-600）在25°C下吸附量达4.37 mmol/g，而松木炭（C3）通过O-H键化学吸附（6.2 mmol/g）。气相再生通过低温加热（50-110°C）实现10次循环，液相再生则依赖化学洗脱（如NaOH解吸Cr⁶⁺
，HCl洗脱铀）。

挑战与前景

当前研究需突破实验室规模，探索真实废水处理和连续化工艺。技术经济分析缺失，且离子液体的应用潜力待验证。未来可开发超声/微波再生技术，并优化溶剂组合（如DES+FeCl₃
）以提升吸附效率。溶炭的多功能性（从环境修复到生物医学）预示其作为可持续材料的广阔前景。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献结论）