近日,我们雷火电竞亚洲官网徐继坤教授团队与北京林业大学彭锋教授课题组合作,在国产高质量期刊《Green Energy & Environment》发表题为“Harnessing tunable lignin-based carbon quantum dots for sustainable water purification”的重要研究成果,我们为第一署名单位。

作为制浆造纸和生物质精炼工业的副产物,我国废弃木质素年产量超5000万吨,但其高值化利用仍具挑战。木质素具有高碳含量和丰富的芳香结构及官能团,是制备碳量子点(CQDs)的理想前驱体。CQDs因其可调光理化性质、生物相容性好、毒性低等优势,在传感、成像和光催化等领域潜力显著。然而,现有木质素基CQDs多限于蓝光发射,且多色发光机制不明确,限制了其应用拓展。
针对上述问题,研究团队开发了一种溶剂辅助的分级杂原子酸解-双相萃取工艺,成功合成出蓝色、绿色和红色荧光(BCQDs、GCQDs、RCQDs)木质素衍生CQDs。通过关联CQDs性能与木质素结构特征,揭示了其多色发光机制。所制备CQDs被用于多功能水净化:BCQDs基于荧光“关-开”机制实现了对金属离子和L-半胱氨酸的双模式检测;GCQDs嵌入纳米纤维素水凝胶构建了Fe³⁺可视化识别平台;RCQDs作为电子受体与ZnIn2S4复合,凭借优异的光生电子转移特性,使抗生素废水四环素降解率超过85%,并通过实验与理论计算证实了活性氧物种及电子转移路径的主导作用。该研究为工业木质素的高值化利用及其多色CQDs的可持续制备提供了系统方案,推动了生物质资源在水体污染治理中的应用。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.gee.2025.07.011