BIOCHAR综述 | 生物炭基多孔材料高选择性分离铀:从吸附到光/电催化
核能发展、铀资源回收和放射性废水治理对U(VI)高效选择性分离提出了更高要求。生物炭基多孔材料具有来源广、成本低、环境友好、易改性、稳定性好和可重复使用等优势,是U(VI)分离回收的重要候选材料。本文围绕生物炭及其复合多孔材料,系统总结了其在海水、含铀废水等复杂水体系中分离U(VI)的研究进展。文章从材料构筑出发,梳理物理、化学和生物改性方法,阐明功能基团引入、金属氧化物负载、杂原子掺杂和孔结构调控对选择性配位、传质过程及催化活性的影响;进一步比较吸附、(共)沉淀、光催化和电催化等策略在U(VI)预富集、还原、沉积和固定化中的作用机制,指出配位络合、静电作用、离子交换、表面沉淀和氧化还原转化是影响分离性能的关键过程。文章还讨论了机器学习在吸附性能预测、关键因素识别和材料优化设计中的应用,并指出未来需重点提升材料的选择性、稳定性、再生性、环境安全性和规模化制备能力,推动生物炭基材料从实验室研究走向实际应用。