乙酸辅助构建山茶壳分级多孔碳用于高效放射性碘捕获及其机理研究

本研究通过乙酸辅助水热碳化（HTC）结合KOH活化技术，成功制备具有分级孔隙结构的高比表面积山茶壳多孔碳（CSPCs），系统评估其对气态与液态中放射性碘（如129I）的吸附性能，并利用Pearson相关性和GCMC模拟揭示微孔与介孔的协同吸附机制，为核废料处理提供低成本高效吸附剂设计策略。

　　

Section snippets

Synthesis of porous carbon

通过乙酸辅助水热碳化结合KOH活化技术，成功合成具有丰富孔隙结构、超高比表面积和优异孔容的生物质多孔碳。具体步骤如下：首先将8?g山茶壳粉末、15?mL乙酸与45?mL去离子水充分混合后置于反应器中，在200?°C下保持2?h制备前驱体。

Physical and chemical properties of CSPCs

扫描电子显微镜（SEM）图像（图1a,b）显示，经水热碳化、化学活化和盐酸洗涤后，CSPC9-Ac呈不规则粉末状，具有丰富的孔隙结构和较大的粒径。孔隙内部表面呈现片状剥离纹理，并可见明显的蚀刻痕迹，表明其具有复杂的微观形态。这一结果证实了材料的多级孔隙特征。

Conclusions

综上所述，通过乙酸辅助水热碳化结合KOH化学活化，成功合成了一系列具有超高比表面积和分级孔隙结构的生物质衍生多孔碳。对这些材料的碘捕获能力进行了系统评估，发现乙酸处理显著改善了碳材料的孔隙结构和表面积。值得注意的是，CSPC9-Ac样品在气态和液态环境中均表现出卓越的碘吸附性能。