覆盆子灌木生物质衍生Fe3O4/AC磁性分级多孔复合材料实现高效重金属吸附与电磁波屏蔽一体化

《Nanoscale Advances》：Raspberry Bush–Derived Magnetic Nanocomposites for Water Purification and Microwave AbsorptionOpen Access

　　

将重金属修复和电磁波（EMW）衰减整合到单一可持续材料系统中仍然是一个关键挑战，主要原因是难以协同调节吸附活性多孔结构和电荷传输网络。在此，我们利用覆盆子灌木生物质——一种丰富、可再生且天然微结构的原料——制备了以磁铁矿纳米粒子（Fe3O4/AC）装饰的分级多孔活性炭框架，以应对这一挑战。覆盆子灌木衍生碳基质的固有结构优势提供了丰富的含氧表面官能团和定制的孔径分布，既促进了重金属捕获，又调节了介电损耗。在环境修复方面，在优化条件下（pH 9，30分钟，初始浓度50 mg L?1），Fe3O4/AC纳米复合材料实现了超过99.5%的Pb2+去除效率和249.24 mg g?1的最大吸附容量，并表现出四个循环的稳健可回收性。热化学和动力学建模确认了由准二级动力学控制的自发生成吸附过程。在电磁屏蔽方面，该纳米复合材料在Ku波段的16 GHz处表现出-30 dB的最小反射损耗（RLmin）。这种出色的电磁耗散由磁介电协同效应控制，其中碳框架驱动界面极化和传导损耗，而Fe3O4纳米粒子优化了阻抗匹配。本工作突出了一种可持续的生物质衍生策略，用于设计高性能多功能材料，这些材料可应用于水净化和电磁波吸收。

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? 2026 作者(s)。由英国皇家化学学会出版

2026

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