聚酯基纺织废料升级再造为表面改性生物炭：三氯生吸附效能评估及废生物炭在超级电容器中的电极应用

针对合成纺织废料难以降解和新兴污染物三氯生（TCS）的水体污染问题，研究人员通过慢速热解将聚酯（PES）及聚酯/棉（PES/CO）混纺废料转化为高比表面积（548-1106 m2g-1）生物炭，其TCS吸附容量达110.56 mg·g-1，并首次将废生物炭用作超级电容器电极（比电容312 F·g-1），为纺织废料资源化与污染治理提供双效解决方案。

　　

纺织工业的快速发展带来了巨大的环境挑战，尤其是合成纤维废料占比高达64%，其难降解特性导致传统处理方式效率低下。与此同时，个人护理品中的抗菌剂三氯生（TCS）因内分泌干扰效应被列为新兴污染物，亟需开发高效吸附材料。印度理工学院等机构的研究团队创新性地将聚酯（PES）纺织废料通过慢速热解转化为功能化生物炭，不仅解决了废料处置难题，还实现了污染物吸附与能源存储的双重价值。这项突破性成果发表于《Materials Chemistry and Physics》，为循环经济提供了教科书级范例。

研究采用三项关键技术：1) 梯度温度（500-700°C）慢速热解制备PES及PES/CO混纺生物炭；2) 通过BET比表面积分析（SSA）和X射线衍射（XRD）表征材料特性；3) 电化学工作站测试生物炭电极在6M KOH电解液中的比电容性能。所有原料均来自印度加尔各答当地纺织厂的工业废料。

【材料特性】XRD证实PES生物炭成功形成石墨化结构（2θ=24°和44.5°），PES/CO混纺生物炭SSA达1270 m²g^-1，显著高于纯PES生物炭（1106 m²g^-1），表明棉纤维的引入产生协同增效作用。

【吸附性能】500°C热解的PES/CO生物炭对TCS吸附量最高（110.56 mg·g^-1），经5次再生后仍保持70%效率。傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示吸附机制涉及π-π堆积和氢键作用。

【电化学应用】原始生物炭比电容达312 F·g^-1，而TCS负载生物炭在多次再生后电容提升至295 F·g^-1，归因于TCS分子中氯原子带来的赝电容效应。

该研究首次实现合成纺织废料的全链条增值利用：热解产生的生物炭既能高效去除水体TCS污染物，废吸附剂又可作为高性能电极材料。这种"污染治理-能源回收"的闭环设计，不仅推动纺织业向循环经济转型，更为《可持续发展目标》（SDGs）中清洁水源和可再生能源条款提供了技术支撑。Susmita Kar团队的工作证明，曾被视作环境负担的PES废料，通过创新性热化学转化，可同时成为环境修复和绿色能源的关键材料。