纳米零价锌改性生物炭：一种高效去除合成与盐湖水中三价砷的创新策略

针对盐湖水中高毒性三价砷（As(III)）难去除的问题，中国科学院青海盐湖研究所团队开发了纳米零价锌改性生物炭（nZVZn-BC），通过多孔结构调控和Zn-O-As(III)配体交换机制，实现96%的As(III)去除率，Langmuir模型（R2=0.98）证实其高效吸附特性，为复杂水体砷污染治理提供新技术路径。

　　

砷污染是威胁全球饮用水安全的重大环境问题，尤其在三江源等高海拔盐湖地区，砷浓度可高达10,775 μg L^?1，远超WHO限值（10 μg L^?1）。传统处理技术难以应对高盐水体中砷的复杂形态，而生物炭（Biochar, BC）虽成本低廉却存在吸附容量低的瓶颈。针对这一挑战，中国科学院青海盐湖研究所团队创新性地将纳米零价锌（nZVZn）与松果/杨树叶生物炭复合，开发出高效吸附材料nZVZn-PCBC/nZVZn-PLBC，相关成果发表于《Journal of Molecular Liquids》。

研究采用湿化学法合成nZVZn，通过NaBH₄还原ZnCl₂并将其负载于生物炭。关键技术包括：比表面积分析（BET）、XPS表征化学键合、FTIR解析官能团变化，以及批量吸附实验评估盐湖实际水样处理效果。

Properties of adsorbents and possible mechanism
改性生物炭的比表面积提升至原始材料的1.5倍（表1），XPS证实Zn-OH通过配体交换形成Zn-O-As(III)键（结合能532.3 eV），FTIR显示羟基（–OH）振动峰位移证实砷结合。nZVZn-PCBC在pH 7时吸附量达2.87 mg g^?1，较原始PCBC提升47%。

Conclusions
该研究首次揭示nZVZn-BC在盐湖高盐环境中的适用性：磷酸盐竞争下仍保持84%的As(III)去除率，伪二级动力学模型（R²=0.99）表明化学吸附主导过程。磁性改性解决了纳米颗粒团聚难题，为高原盐湖砷污染治理提供可规模化应用的解决方案。

这项工作的突破性在于：① 开创性将锌基材料用于高盐砷污染修复；② 通过多尺度表征阐明Zn-O-As(III)配位机制；③ 为WHO饮用水标准达标提供经济高效的技术选择。研究团队Israr Masood ul Hasan等强调，该技术可扩展至其他重金属污染场景，具有显著的环境工程应用前景。