综述：木材衍生生物炭用于可持续水体修复：改性技术、吸附性能、技术经济分析与未来展望

（编辑推荐）本综述系统阐述了木材衍生生物炭（W-BC）作为可持续吸附剂在水体修复中的应用，涵盖物理/化学改性技术提升比表面积（SSA）和孔隙率、对重金属/有机污染物（如2,4-D、VOCs）的吸附机制，以及技术经济评估（TEA）和碳负效应（carbon-negative）。特别关注木质纤维素热解参数调控与功能化设计，为开发生物炭基循环经济（circular economy）解决方案提供新视角。

　　

Abstract
木材衍生生物炭（W-BC）因其丰富的表面官能团、可调控的孔隙结构和低成本特性，成为水体修复领域的研究热点。通过物理（蒸汽活化、球磨）、化学（酸/碱处理）及复合改性手段，可显著提升其比表面积（SSA>500 m²/g）和对重金属（如As³⁺）、药物残留等新兴污染物（ECs）的吸附效能。

Introduction
木质纤维素中纤维素β-1,4糖苷键的热解产物形成W-BC的骨架结构，而木质素降解产生的芳香碳层赋予其化学稳定性。研究显示，每吨W-BC应用可封存2.5吨CO₂当量，其低导热系数（<0.1 W/m·K）还适用于建筑隔热材料。

Preparation and characterisation techniques for W-BC
慢速热解（500-700°C）产生的W-BC以微孔为主，而蒸汽活化可增加介孔比例（孔径2-50 nm）。球磨处理使含氧官能团（-COOH、-OH）暴露率提升40%，显著增强对Cu²⁺的螯合能力。

W-BC for water decontamination
对乙酰醛（室内限值48 μg/m³）的吸附实验表明，NH₃改性W-BC的吸附量达120 mg/g，是未改性样品的3倍。复合金属氧化物（如Fe₃O₄@W-BC）可通过氧化还原作用将Cr⁶⁺转化为低毒Cr³⁺。

Techno-Economic Assessement
成本分析显示，规模化生产可使W-BC价格降至$0.5/kg，而吸附饱和后的再生循环（5次后效率保持85%）进一步降低处理成本。敏感性分析表明，原料运输半径>100 km时经济性显著下降。

Challenges and Future Perspectives
需解决碱性土壤中W-BC引起的pH值升高（ΔpH>1.5）对微生物群落的抑制效应。机器学习辅助设计多功能W-BC复合材料，以及建立基于生命周期评价（LCA）的标准体系将是未来重点。

Conclusion
W-BC通过"吸附-封存-再利用"三位一体模式，在实现水体净化的同时推动碳中和目标。优化热解-活化协同工艺、开发原位再生技术，有望使其成为环境修复领域的颠覆性材料。