氧缺陷钙钛矿LaNi0.5Co0.5O3-γ/碳纳米管复合材料的可持续循环利用：锑去除与废吸附剂在高性能超级电容器中的再生应用

针对水体锑污染治理与废吸附剂二次污染难题，研究人员开发了LaNi0.5Co0.5O3-γ/CNT（LNC/CNT）多功能纳米复合材料。该材料通过氧空位和混合价态金属协同作用实现Sb(III)高效吸附（容量414.99 mg/g），并将废吸附剂转化为超级电容器电极材料（能量密度70.33 Wh/kg），开创了"吸附-再生"循环经济新模式。

　　

随着工业化的快速发展，重金属污染已成为全球性环境危机。其中，三价锑（Sb(III)）因其毒性强、迁移性高，被美国环保署列为优先控制污染物。传统水处理技术如化学沉淀、膜分离等存在成本高、易产生二次污染等缺陷，而吸附法虽简单高效，但废吸附剂处置又成为新的环境负担。如何实现污染物去除与废料资源化的双重目标，成为环境材料领域亟待突破的科学难题。

韩国环境部资助的研究团队创新性地将目光投向具有氧空位的钙钛矿材料。这类ABO_3-δ结构的化合物因其可调的电子结构和丰富的表面活性位点，在污染物去除领域展现出独特优势。研究人员设计出LaNi_0.5Co_0.5O_3-γ/碳纳米管（LNC/CNT）复合材料，通过氧空位与混合价态金属（Ni²⁺/Ni³⁺和Co²⁺/Co³⁺）的协同作用，不仅高效捕获Sb(III)，更将废料转化为高性能超级电容器电极。这项发表于《Environmental Research》的研究，为环境污染治理与能源材料开发搭建了创新桥梁。

研究采用水热合成结合高温煅烧制备LNC/CNT，通过X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）表征材料结构，利用批式吸附实验评估Sb(III)去除性能，最后通过循环伏安法和恒电流充放电测试考察再生材料的电化学特性。

材料合成与表征
XRD分析显示复合材料成功保留了钙钛矿晶格结构，CNT的引入使晶粒尺寸从45.7 nm减小至32.4 nm。XPS证实材料中存在大量氧空位，Ni²⁺/Ni³⁺和Co²⁺/Co³⁺氧化还原对的比例分别为1.18和1.32，为电子转移提供通道。

吸附性能研究
在pH=5条件下，LNC/CNT对Sb(III)的去除率达92.51%，吸附过程符合伪二级动力学模型（R²=0.996），最大吸附容量达414.99 mg/g，是传统吸附材料的3-8倍。机理研究表明，Sb(III)通过配体交换与氧空位结合，并被氧化为Sb(V)形成稳定表面络合物。

电化学性能评估
经300℃热处理获得的LNC/CNT-SbO_x在6 M KOH电解液中表现出优异的电容特性：在1 A/g电流密度下比电容达312.5 F/g，组装的对称超级电容器能量密度达70.33 Wh/kg，经13,000次循环后容量保持率仍达89%。

这项研究开创性地建立了"污染治理-废料再生-能源利用"的全链条解决方案。LNC/CNT材料通过氧空位工程和碳纳米管复合策略，不仅解决了Sb(III)污染治理难题，更将危险废物转化为高附加值功能材料。该工作为重金属污染治理提供了新思路，其"吸附-再生"循环模式对推动环境材料可持续发展具有重要启示意义。沙特国王大学等机构的国际合作也彰显了全球协同解决环境问题的必要性。