我院朱健教授、袁志航博士在国际环境领域权威期刊《Water Research》（Nature Index期刊，1区Top，IF=12.4）上发表题为“Near-Full-Component Sewage Sludge Valorization via Integrated Alkali-Mediated Pyrolysis and Sub-Boiling Temperature Crystallization of Hierarchical Carbon-Zeolite Composites”的论文。论文提出了一种创新的污泥资源化策略，通过集成碱介导热解和亚沸点温度结晶技术，将污泥中的有机和无机成分高效转化为高性能碳-沸石复合物，同时实现液相磷以vivianite晶体形式回收，为污泥处理提供可持续的循环经济解决方案。

碳-沸石复合物具有高比表面积、分级孔隙结构和紧密的界面结合，对复杂垃圾渗滤液和电镀废水中的多种污染物去除率超80%。研究通过先进表征技术揭示了复合物形成机理。通过热重-高斯模型和原位单光子电离质谱分析了碱介导热解过程，发现碱金属离子通过羧酸根活化、质子转移和β-消除反应，显著降低了活化能(16.3–68.3%)，促进了选择性键断裂和碳固定。结晶过程诱导碳-沸石界面微应力和亚稳态C-O-Si共价键，产生氧空位和碳缺陷。界面效应是复合物高性能的关键（图1）。污泥到碳-沸石复合物转化的元素流和质量平衡分析，证实该工艺可实现污泥中关键元素的高效回收，碳、硅、铝的转化率在74.7-91.2%，磷的回收率可达66.9%（图2）。

图1 热解-水热转化过程碳-沸石复合物形成机制探究

图2 碳沸石合成过程的元素流、质量平衡及转化路径

中南林业科技大学生态环境学院袁志航博士为论文第一作者，朱健教授、上海交通大学楼紫阳教授和福建师范大学麦婧婧博士为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（No.52400196）、湖南省自然科学基金（No.2025JJ60091）等项目的支持与资助。（一审朱健 二审雷丕锋 终审陈永华）

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.124755