蒸发材料1021丨IJBM综述-多功能和可持续壳聚糖基界面蒸发材料用于高效水蒸发、海水脱盐和废水净化

2025年9月，国际TOP期刊《International Journal of Biological Macromolecules》在线发表了朱华跃团队题为“Multifunctional and sustainable chitosan-based interfacial materials for effective water evaporation, desalination, and wastewater purification: A review”的综述性论文。根据Web of Science检索，这是国际上首篇全面论述多功能和可持续壳聚糖基界面蒸发材料在废水处理和水净化中应用的综述性论文。本文总结了壳聚糖基太阳能界面蒸发器（CS-SIE）四种类型（水凝胶、气凝胶、海绵和膜）、五种改性材料和在水污染控制中应用。最后，总结了CS-SIEs在际应用中仍面临挑战。《International Journal of Biological Macromolecules》主要聚焦于天然大分子的化学改性及其在生物、环境、制药、食品等领域的工业应用，最新中科院分区：8.50/二区TOP期刊。

通讯作者：朱华跃 熊贤强 蒋茹

通讯单位：台州学院

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.145973

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淡水短缺、能源短缺和水污染是可持续发展面临的三大最严重威胁。太阳能界面蒸发技术在收集绿色太阳能用于淡水生产、海水淡化和废水处理方面显示出巨大的潜力。壳聚糖基太阳能界面蒸发器（CS-SIE）因其独特的性能，如较低的蒸发焓、耐盐性、抗菌性和隔热性，可以实现高效的水蒸发。本文总结了四种类型的CS-SIEs平台，包括水凝胶、气凝胶、海绵和膜（薄膜）。重点总结了CS-SIE中使用的五种改性材料，包括碳化壳聚糖、碳质材料、半导体、聚合物和复合材料。此外，CS-SIEs在水蒸发、海水淡化和废水净化方面的多样化应用也得到了强调。最后，提出了CS-SIE在可持续水和环境污染控制工程中的应用挑战和未来前景。本文旨在概述CS-SIE的最新发展，并启发进一步探索更高效、更通用的新型CS SIE，以解决其当前研究的局限性，促进其早期工业化使用。

全球淡水短缺、能源危机和水污染问题日益严峻，已成为威胁可持续发展的三大挑战。联合国2024年报告指出，全球半数人口面临阶段性严重缺水，1/4人口承受极高水压力。传统水处理技术（如海水淡化）能耗高、成本昂贵，难以普及。同时，工业废水与生活污水的排放进一步加剧了水资源的污染问题。而太阳能年地表接收量达 1.465×1014 J/s（相当于500万吨标准煤/秒），是取之不尽的绿色能源。在这一背景下，太阳能界面蒸发技术因其绿色、低能耗的特点，被视为解决淡水生产和污水净化的潜在方案。但是界面蒸发技术的瓶颈蒸发效率低在25℃水体蒸发潜热高达2444kJ⋅kg−1，理论最大蒸发速率仅 1.47 kg⋅m−2⋅h−1（1 kW·m⁻²光照下），实际自然蒸发速率仅 0.36 kg⋅m−2⋅h−1。然而，如何提高蒸发效率、增强材料稳定性、防止盐结晶堵塞和微生物滋生并实现多功能应用，仍是当前研究的难点。近些年来快速发展的壳聚糖基材料（CS-SIEs）的机遇。壳聚糖的独特优势脱乙酰甲壳素衍生物，其含大量 –NH₂ 和 –OH 亲水基团，具备pH响应，低蒸发焓（786 kJ·kg-1，远低于水体2444 kJ·kg-1），表面盐晶可自溶解，抗菌性以及自清洁与亲水通道：促进水传输多场景应用潜力，可同步实现 高效水蒸发、海水淡化 和 废水净化（含重金属、染料、VOCs去除）。但针对壳聚糖基蒸发器（CS-SIEs）的专项综述尚未见报道。本综述系统总结了壳聚糖基太阳能界面蒸发器（CS-SIEs）的研究进展。壳聚糖作为一种天然高分子材料，具有低汽化焓、耐盐性、抗菌性和隔热性等优势，能够显著提升太阳能驱动的蒸发效率。 该研究梳理了四种CS-SIEs平台： 1. 水凝胶——高吸水性和柔性结构； 2. 气凝胶——超轻多孔，利于光热转换； 3. 海绵——良好的机械强度和可重复使用性； 4. 薄膜（膜材料）——易于规模化制备。 此外，论文重点分析了五类改性材料在CS-SIEs中的应用，包括碳化壳聚糖、碳基材料、半导体材料、聚合物及复合材料，这些材料进一步提升了蒸发器的光热性能和环境适应性。研究还展示了CS-SIEs在海水淡化、废水净化等领域的多样化应用，证实其高效性与多功能性。

一、太阳能和太阳能界面蒸发材料

根据波长不同，到达地球表面的阳光可分为三部分：波长250~400纳米的紫外线波段（占太阳光总能量3%）、波长400~700纳米的可见光波段（占总能量45%）、以及波长700~2500纳米的红外线波段（占总能量52%）。致力于开发可持续、轻量化且低成本的太阳能蒸发平台。在Web of Science中检索关键词"界面蒸发"时，相关论文发表数量呈现出急剧上升的趋势（图1B）。从结构上看，典型的太阳能界面蒸发器包含三个直接影响光能吸收效率与水蒸发速率的核心组件（图1D）：(1) 光热层，(2) 支撑基底，(3) 水传输通道。

图 1. （A）到达地球表面的太阳辐射和太阳光；（B）使用关键词“界面蒸发”对过去 14 年发表的文章数据进行统计分析（数据来源：Web of Science）；（C）展示太阳驱动界面蒸汽生成原理的示意；（D）界面双层太阳能蒸发系统的示意；（E）水凝胶基太阳能蒸发器中热管理、水传输和盐沉积之间关系的示意。

二、CS-SIEs性质和类型

壳聚糖作为天然阳离子型半结晶态生物聚合物，源于甲壳质的脱乙酰化反应（图2A），其储量在天然聚合物中仅次于纤维素。该物质的分子结构由β(1→4)糖苷键连接的2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖胺单元构成（图2B）。凭借pH响应特性，其分子链上的伯胺基（−NH₂）在酸性条件下（pH < 5.0）可质子化形成阳离子基团−NH₃⁺（图2C）。通过利用壳聚糖基材料的pH响应特性，部分材料可通过添加酸碱性调节剂实现“液化-纯化-再固化”的材料循环过程（图2E）。

图 2.（A）甲壳素、（B）壳聚糖以及（C）带正电荷的壳聚糖的化学结构（D）具有氢键的壳聚糖分子模型（E）液化净化、材料再生——通过添加酸性和碱性调节剂实现（F）壳聚糖的盐析。（G）双层 GO-壳聚糖/ZnO 支架（GCZ 支架）的抗菌性能。

壳聚糖及其衍生物广泛与光热材料等功能组件整合，以构建多样化的太阳能界面蒸发平台。这些壳聚糖基平台涵盖水凝胶、气凝胶、海绵及膜等形式。图3展示了不同CS-SIEs（壳聚糖基太阳能界面蒸发器）平台的优缺点比较。

图 3. 不同 CS-SIEs 平台的优缺点对比：用于太阳能水蒸发的 CSSIEs 的水凝胶、气凝胶、海绵和膜。

壳聚糖基水凝胶凭借三维多孔网络结构展现出超高吸水能力，这主要源于其分子链上的−NH₂和−OH等官能团。该类水凝胶具有层级结构、形状记忆、低热导率、优异抗盐性、自清洁能力和长期耐久性等特性，使其成为壳聚糖基太阳能界面蒸发（CS-SIEs）系统的主导材料，近年来引发广泛研究关注。

图4.壳聚糖基水凝胶蒸发器：(A)水凝胶中水分子状态示意图；(B)水分子与聚合物链功能基团间的非共价相互作用[118]；(C)氢键角度示意图；（D和E）碳纳米管@三聚氰胺水凝胶结构；(F)钼碳化物/碳基壳聚糖水凝胶结构

基于壳聚糖的膜/薄膜因其卓越的机械性能和简单的制备方法，成为优于其他形式壳聚糖基材料的选择。嵌入了光热材料的壳聚糖基复合薄膜也可用作太阳能蒸发器。相较于其他形态，壳聚糖基薄膜在用作太阳能蒸发器时更具便携性与柔性优势。

图5.壳聚糖基膜/薄膜蒸发器：(A)偶氮/壳聚糖/聚乙烯醇膜；(B)聚乙烯醇/壳聚糖/氧化石墨烯-银膜；(C)CAMFE7膜在折叠、扭转和挤压测试中的机械强度表现；(D)聚吡咯/氟氧烷/壳聚糖凝胶膜。

作为新兴功能材料，气凝胶因其易于悬浮、多孔结构、极低密度、亲水性及低导热系数等特性，被广泛用作太阳能蒸发器。

图6.壳聚糖基海绵SIES：(A)CS/WS2复合气凝胶制备示意图；(B)三维层状壳聚糖/石墨烯纳米片（LCG）蒸发器结构示意图，该装置可实现水与离子传输的动态平衡；(C)基于场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）拍摄的图像；(D)轻质LCG气凝胶覆盖在花朵表面的光学成像结果。

未经改性的壳聚糖太阳能界面蒸发器（CS-SIE）通常存在光热转换效率低、收缩明显、机械强度不足等问题，制约了其实际应用。大多数未改性CS-SIE的蒸发速率普遍较低（0.81-1.6 kg·m⁻²·h⁻¹）。除CS-SIE自身有效的水传输结构和优良的隔热性能外，在壳聚糖基体上策略性集成光谱选择性光吸收层对优化宽带太阳辐照捕获能力、提升水蒸发速率至关重要。目前已有四类主导性光热材料被整合到CS-SIE中，包括：自碳化材料、碳基材料（如石墨烯、碳纳米管）、无机半导体材料（如MoS₂）以及共轭聚合物（如聚多巴胺、聚吡咯），用以增强太阳能水蒸发、废水处理和海水淡化性能。通过优化改性与结构设计，这些改性CS-SIE蒸发器实现了高太阳光吸收率、充足的水传输能力、扩大的蒸发界面、热局域化效应及脱盐能力。改性材料应用于壳聚糖基蒸发器的优势与不足如图7所示。

三、CS-SIE的改性材料与改性策略

图7 CS-SIEs的不同改性方法及其优缺点。

碳化壳聚糖太阳能界面蒸发器（CS-SIE）因其环境友好特性和增强的辐射能捕获能力，已成为可持续光热转换介质，在高性能太阳能驱动蒸汽发生系统中展现出显著应用潜力。碳化壳聚糖基材料不仅保留了天然的三维多孔结构，且在碳化后呈现黑色，从而同步提升了光吸收能力与光热转换性能。

图8.碳化壳聚糖水凝胶（中国化学会）：(A)制备工艺流程，(B)CS与中国化学会的光吸收光谱对比，(C)CS与中国化学会随时间变化的表面温度曲线，(D)干燥CS与中国化学会的红外图像对比；(E)基于壳聚糖制备的高有序多孔碳气凝胶。

碳基材料展现出全光谱吸收能力、易获取性、低成本、优异加工性能和导电性，使其成为实际海水淡化光热应用中最具前景的理想太阳能吸收材料。大量共轭π键的存在显著缩小了碳基材料π-π*轨道间的能隙，实现近全太阳光谱吸收的热能转换。常用碳材料主要分为三大类：‌无定形碳材料‌，包含活性炭、炭黑、碳量子点与生物炭；石墨烯衍生物‌，涵盖石墨、石墨烯、氧化石墨烯（GO）及还原氧化石墨烯（rGO）；‌碳纳米管（CNTs）‌具备独特一维管状结构的光热转换介质。

图9.碳质材料改性碳素纤维-石墨烯氧化物电极（CS-SIEs）：(A)制备工艺示意图，(B)扫描电镜图像，(C)吸收光谱，(D)CA-CN的耐盐性能；（E、F）壳聚糖-琼脂/多壁碳纳米管水凝胶薄膜蒸发器（CAMFEs）

通过带隙工程（如掺杂、异质结构建）结合微纳结构设计，将带隙优化至0.8–1.5 eV范围，是提升光热性能的关键策略。在壳聚糖太阳能界面蒸发器（CS-SIEs）中引入彩色半导体材料，不仅能提升太阳光吸收效率，还可催化降解废水中的有机污染物及有毒高价态金属离子。半导体材料主要分为传统金属化合物‌金属氧化物/硫化物（如TiO₂、MoS₂）‌和新型纳米结构材料（如MOFs、MXenes）。然而，多数半导体材料具有疏水性，导致蒸发器供水不足，进而影响其太阳能蒸发效率。

图10.合成工艺示意图：(A)通过无冷冻铸造-冷冻干燥法制备MoCC和(B) MoCC-CH的工艺流程；(C) Ag MXene@壳聚糖水凝胶（AM/CH）蒸发器；MXene@CM/GA：(D)制备工艺示意图，(E)UV-Vis-NIR吸收光谱，(F)不同辐照强度下CM、CM*和MCM*最大表面温度的红外图像。

生物聚合物（含纤维素、木质素、明胶、β-环糊精、类黑素等）与合成聚合物（如聚乙烯醇（PVA）、聚多巴胺（PDA）、聚苯胺（PAN）、聚吡咯（PPy）等），可通过复合改性壳聚糖太阳能界面蒸发器（CS-SIEs）优化其光学、热学、电学及力学性能。其中亲水性生物聚合物赋予材料优异的水分子结合能力。近期研究证实，多种聚合物改性CS-SIEs表现出卓越性能，典型案例如下：‌PVA/CS-SIEs复合材料（‌显著提升机械强度与水传输效率）、‌PDA/CS-SIEs复合体系（‌兼具宽光谱吸收与界面亲水协同效应）。

通过在壳聚糖太阳能界面蒸发器（CS-SIEs）中复合多功能协同改性材料，可同步增强其光吸收能力、污染物吸附性能、水分输运效率及催化活性。通过同步嵌入功能性聚合物及光催化材料至壳聚糖太阳能界面蒸发器（CS-SIEs），可显著提升其光吸收性能，并进一步强化污染物降解能力。

图11.多材料改性碳硫离子交换树脂（CS-SIEs）示意图：(A)壳聚糖/明胶/木质素/CuS-rGO；(B) CSL-C@MXene；(C) PPy-La/Al@CDP-CS；（D、E）PU/壳聚糖/MXene气凝胶；(F) Ti3C2Tx MXene/rGO/CS/PVA水凝胶。

壳聚糖太阳能界面蒸发器（CS-SIEs）的可持续环境应用不仅限于蒸汽产生领域，其多功能特性已延伸至海水淡化 、废水净化以及消毒灭菌等过程。 壳聚糖太阳能界面蒸发器（CS-SIEs）通过结合可再生太阳能与绿色材料，为淡水供给提供了可持续解决方案。然而，未改性CS-SIEs普遍存在蒸发效率低下的问题（0.81-1.6 kg·m⁻²·h⁻¹）。

图12.(A)光强度和(B)盐浓度对某些CS-SIEs蒸发速率的影响

四、CS-SIEs在境领域应用

壳聚糖太阳能界面蒸发器（CS-SIEs）不仅能从海水中回收淡水，还可从染料污染废水等废水源中回收淡水。这一能力为废水蒸发处理提供了重要潜力，允许在后续深度处理前实现杂质预浓缩。壳聚糖太阳能界面蒸发器（CS-SIEs）的另一重要应用是净化生活污水和工业废水。工业废水中的污染物极为复杂，包括重金属离子、无机阴离子、非挥发性有机化合物（nVOCs）（例如：油、有机溶剂、染料）、挥发性有机化合物（VOCs）（例如：苯、甲苯、苯酚、丙酮、三氯乙烯）、细菌微生物以及悬浮固体。将污染物脱除功能与SIE系统集成，可提升收集水质并增强可持续性。某些SDIE蒸发器不仅能实现高效蒸发，还可作为有效脱除重金属离子、有机污染物、灭菌及乳化油/水分离的优秀平台。CS-SIEs系统能同时处理生活污水和工业废水，为将废水直接转化为清洁水体提供可行方案，从而成为淡水资源。尽管壳聚糖太阳能界面蒸发器（CS-SIEs）在实验室环境中展现出对挥发性有机化合物（VOC）处理的高效性和应用潜力，但其技术和工程挑战，尤其是光催化条件下壳聚糖的稳定性问题，必须予以解决。

图13. (A)有机染料废水经CFMD太阳能净化前后的UV-Vis吸收光谱及(B)光学显微照片；(C)CFMD15存在时光降解过程中MO和(D) MB的浓度变化曲线；(E)CFMD光芬顿降解反应机理示意图；(F)CFMD样品在暗态与光照条件下的DMPO-·OH和DMPO-·O2−电子自旋共振谱。

图14.脱盐与TC降解耦合的机理示意图：光热蒸发和光降解TC的机理示意图，分别对应(A) BCN-1/LF/CS太阳能蒸发器；(B)太阳能驱动CN-B/CS水凝胶。

得益于全球众多研究团队的不懈努力，作为新兴、清洁、经济高效且可再生能源驱动的技术，壳聚糖基光热蒸发器（S-SIEs）在过去十年期间在蒸发速率提升方面取得了显著进展。具有独特性能的光热材料（如低汽化焓、耐盐性和抗菌特性）已成功应用于CS-SIEs中，从而实现高效的水分蒸发。某些CS-SIEs的太阳能水分蒸发速率高达8kg.m-2.h-1以上，为淡水生产提供了极具吸引力的解决方案。除太阳能蒸发外，CS-SIEs在海水淡化、废水净化和消毒处理等集成工艺中展现出巨大潜力。在海水淡化领域，收集的冷凝液中典型金属离子浓度降低3-4个数量级，达到世界卫生组织制定的饮用水质量标准。然而，CS-SIEs的实际应用仍面临诸多挑战，包括统一评估标准、材料优化、长期稳定性、新应用场景探索以及全生命周期评估等。持续探索与优化CS-SIEs对推动其实际应用至关重要。综上所述，本文旨在总结CS-SIE技术的最新进展，激发进一步探索以突破现有局限，加速工业化进程，为未来在水蒸发、废水净化及海水淡化领域的实际应用提供支持。

Huayue Zhu, Zeen Xu, Mei Xiao, Danxia Zhao, Qi Wang, Yongqian Fu, Jianqiang Zhu, Xianqiang Xiong, Ru Jiang, Multifunctional and sustainable chitosan-based interfacial materials for effective water evaporation, desalination, and wastewater purification: A review, International Journal of Biological Macromolecules, 2025, 145973, https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.145973.

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资料整理：徐泽恩

编辑：环境与能源功能材料

朱华跃（第一/通讯作者），博士，教授，硕士生导师，浙江省151人才，负责环境与能源功能材料公众号，Nature出版集团旗下期刊Scientific Reports编委，入选2020年、2021年、2022年、2024年和2025年美国斯坦福大学全球前2%顶尖科学家【Engineering领域：化学工程和环境科学】，42h-index。曾在加拿大英属哥伦比亚大学（UBC）/ 北英属哥伦比亚大学（UNBC）环境工程系和新加坡南洋理工大学化学系公派访问研究。主要研究方向为生物质基环境功能材料、太阳能蒸发材料、污染物吸附和光催化等。主持国家自然科学基金项目、浙江省自然科学基金探索项目、浙江省自然科学基金（联合基金）探索项目、市科技计划项目等十余项。在Chem Eng J、Bioresour Technol、J Hazard Mater、Desalination、Carbohydr Polym、Sep Purif Technol、Ind Eng Chem Res等期刊上发表或接收SCI收录论文100余篇；中科院TOP期刊综述论文9篇（其中壳聚糖5篇）；发表论文被Chem Rev、Chem Soc Rev等400余SCI期刊引用6300余次，第一作者/通讯作者论文篇均被引次数超过90次；18篇论文（曾）入选ESI高被引论文和7篇论文（曾）入选热点论文。获Elsevier “Top Cited Article Award”奖、浙江省科学技术奖、浙江省高校教师优秀教学软件奖、浙江省高校教师教学创新奖、市青年英才奖等三十余项。

徐泽恩（第二作者），资源与环境专业硕士研究生，研究方向为生物基界面蒸发材料在水污染控制工程领域应用，参与浙江省自然科学基金项目1项，发表中科院TOP期刊论文2篇，获一等学业奖学金1次。

熊贤强（通讯作者），博士，副教授，硕士生导师，被评为2025年度英国皇家化学学会Journal of Materials Chemistry A期刊新锐科学家（Emerging Investigator）。浙江省高校领军人才青年优秀人才，台州市高层次人才特殊支持计划青年人才，台州学院青年英才。主要从事半导体光电催化及光催化水分解产氢研究，已在Advanced Materials和Applied Catalysis B： Environment and Energy等期刊发表SCI论文50余篇，获授权国家发明专利24件，主持国家自然科学基金项目1项，浙江省自然科学基金项目1项，中国博士后面上项目2项，浙江省博士后择优资助项目1项，台州市科技局项目1项，横向多项。

蒋茹（通讯作者），博士，副教授，硕士生导师，浙江省151人才和市211人才，浙江省一流课程负责人，31 h-index，博士毕业于湖南大学环境工程系。曾在浙江大学化学系、加拿大英属哥伦比亚大学（UBC）/ 北英属哥伦比亚大学（UNBC）访问研究。主持国家自然科学基金项目、浙江省自然科学基金项目、市科技计划项目等科研项目。研究领域为废水高级氧化处理和环境催化材料。已在Chem Eng J、J Hazard Mater、Desalination、Sep Purif Technol、Ind Eng Chem Res、Carbohyd Polym、Ceram Int、Bioresour Technolog等工程、环境、化学、材料、生物等领域著名国际期刊上发表论文60余篇（其中第一作者/通讯作者中科院TOP期刊综述论文6篇），发表论文被全球10000多名学者引用5200余次，引用期刊包括Chemical Review、Chemical Society Review、Energ Environ Sci等300 余个国际SCI期刊以及中国科学、中国环境科学、环境科学、化学学报、化工学报等国内顶级学术期刊。5篇第一作者/通讯作者论文入选ESI高被引论文。

壳聚糖丨纤维素丨MOF材料丨石墨烯丨碳纳米管丨MXenes丨硫化钼丨催化材料丨蒸发材料丨吸附材料丨电极材料丨除磷材料丨产氢材料

2024年06月08日，国际期刊《International Journal of Biological Macromolecules》发表了阳光净水课题组题为“Sustainable chitosan-based materials as heterogeneous catalyst for application in wastewater treatment and water purification: An up-to-date review”综述论文。根据Web of Science检索，这是国际上首篇全面论述壳聚糖基异相催化剂在废水处理和水净化中应用的综述性论文。本综述概述了金属氧化物/壳聚糖基复合材料（MOs@CSbMs）、金属硫化物/壳聚糖基复合材料（MSs@CSbMs）、铋基半导体/壳聚糖基复合材料（BibSCs@CSbMs）、金属有机框架/壳聚糖基复合材料（MOFs@CSbMs）和纳米零价金属/壳聚糖基复合材料（NZVMs@CSbMs）等5种Cat@CSbMs材料的制备策略及作为助催化剂、光催化剂、类芬顿试剂在处理各类废水中的应用进展。该综述不仅加深了对环境功能材料与环境污染控制作用的理解，也为未来Cat@CSbM在污染物吸附和富集、光催化氧化降解污染物和还原金属离子等相关领域的研究提供了参考和启示。该论文自2024年6月发表以来，现已被引用38次（Web of Science），2025年5月入选ESI高被引论文。其中被国外学者引用20次，国际引用占比52.63%。

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2024年 12 月 24 日，国际期刊《 Separation and Purification Technology 》发表了 阳光净水课题组 题为 “ Intriguing and boosting molybdenum sulfide (MoS2)-based materials for decontamination and purification of wastewater/seawater: An upgraded review” 综述论文。本综述全面总结了近6年（2018-）MoS2基材料（MoS2bMats）提高废水处理和水净化的有效改性策略，并重点阐述了MoS2bMats在环境污染物吸附、光催化降解和还原、Fenton高级氧化、PMS/PS活化氧化、废水脱盐（膜过滤和太阳能蒸发脱盐）等方面的应用。最后，讨论并提出了 MoS 2 bMats 理论研究与应用之间存在差距、工程挑战、未来的研究方向和机遇。 该论文自 2024 年 12 月线上发表以来，现已被引用 18 次（ Web of Science ），国际引用占比55.5%。

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2025年 06 月 ，国际期刊《 International Journal of Biological Macromolecules 》发表了阳光净水课题组题为 “Sustainable chitosan-based adsorbents for phosphorus recovery and removal from wastewater: A review” 最新 综述论文。本文全面综述了用于废水中磷回收和去除的壳聚糖基吸附材料（CSMats）的性质、改性方法、影响因素。同时，总结了CSMats吸附去除水体磷的主要作用机理（氢键、静电作用、路易斯酸碱相互作用、配体/离子交换和表面沉淀作用）。此外，还归纳了CSMats的再生方法、连续流处理和在实际废水中应用。 最后，讨论了 CSMats除磷材料面临的挑战和未来发展方向。《 International Journal of Biological Macromolecules 》主要聚焦于天然大分子的化学改性及其在生物、环境、制药、食品等领域的工业应用，2025年6月最新影响因子/中科院分区： 8. 50/ TOP 期刊。该论文自 2024 年1 月线上发表以来，现已被引用6 次（Web of Science ），国际引用占比75%。

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2024 年 1 月，国际期刊《 International Journal of Biological Macromolecules 》期刊发表了阳光净水课题组题为 “A review on chitosan/metal oxide nanocomposites for applications in environmental remediation“ 的综述性论文。更清洁、更安全的环境是未来最重要的要求之一。与传统材料相比，壳聚糖具有丰富的生物相容性、生物降解性、成膜能力和亲水性，是一种更环保的功能材料。由于壳聚糖分子链上丰富的 -NH2 和 -OH 基团可以有效地与各种金属离子螯合，壳聚糖基材料作为金属氧化物纳米材料（ TiO2 、 ZnO 、 SnO2 、 Fe3O4 等）的多功能支撑基质具有巨大的潜力。近年来，许多壳聚糖 / 金属氧化物纳米材料（ CS/MONM ）作为吸附剂、光催化剂、非均相类芬顿试剂和传感器，在环境修复和监测中具有潜在和实际的应用。本综述全面分析和总结了CS/MONMs复合材料的最新进展，这将为CS/MONMs复合材料的制备和废水处理应用提供丰富而有意义的信息，并有助于研究人员更好地了解CS/MONMs复合材料在环境修复与监测中的潜力。该论文自 2024 年 1 月线上发表以来，现已被引用51 次（ Web of Science ），国际引用占比51.0%。

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2024 年 2 月，国际期刊《 Separation and Purification Technology 》发表了阳光净水课题组题为 “ A review on the progress of magnetic chitosan-based materials in water purification and solid-phase extraction of contaminants” 的综述性论文。污染物检测和水净化对于实现环境保护和资源利用非常重要。构建新型功能材料去除各种污染物也变得越来越重要和紧迫。本综述总结了磁性壳聚糖（M-CSbMs）的3种可靠制备策略（原位策略、两步策略和沉积后策略），并详细介绍了M-CSbMs在有效吸附/光催化去除污染物（如重金属离子、有机染料、抗生素和其他污染物）和磁性固相萃取超低浓度污染物等方面的研究进展。最后，提出了 M-CSbMs 目前面临的挑战和前景，以期促进其在水净化和固相萃取污染物方面的实际应用。该论文自 2024 年 2 月发表以来，现已被引用 41 次（ Web of Science ）。

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