環保石英砂濾料8-16mm廠家在電活性分離膜領域取得系列研究進展

　　環保石英砂濾料8-16mm生產廠家在電活性分離膜領域取得系列研究進展。針對印染廢水特征污染物和新型有機污染物的處理難題，劉艷彪團隊通過耦合電化學技術和膜分離工藝，構筑了功能復合的電活性分離膜體系，有效結合了兩種工藝的技術特點，充分發揮了二者的協同作用(如對流傳質將顯著提升電化學反應速率，而電化學過程也將極大地緩解膜污染、縮減工藝操作單元、提高反應速率和電流效率)，實現了高級氧化、電化學和微濾技術的高效集成。

　　研究進展1. 高效降解水中有機污染物

　　作者團隊先后以納米鐵氧氯(FeOCl)和納米金團簇(AuNCs)為新型芬頓催化劑設計開發了高效流通式電芬頓體系。在輔助電場作用下，CNT選擇性催化O2的兩電子還原反應原位生成H2O2，而納米FeOCl或AuNCs可高效催化H2O2分解為OH。與傳統的芬頓體系相比，該技術表現出傳質速率快、pH適用范圍廣和有機物降解迅速等優勢。在此基礎上，利用原位生成的H2O2與[ClO-]反應課原位生成單線態氧(1O2)，進而實現有機物的選擇性氧化降解。此外，本團隊還進一步開發了電場輔助的納米零價銅-CNT高效活化PMS體系，構筑了自由基和非自由基協同高效降解污染物的反應體系。相關研究成果發表在環境領域著名期刊Environmental Science & Technology(2020，54，5913)、Applied Catalysis B: Environmental(2020，260，118204)、Chemosphere (2020，244, 125525)和Industrial & Engineering Chemistry Research(2020，59, 14180，邀稿文章、封面文章)。

　　圖1：單線態氧介導的電化學過濾系統選擇性降解有機物

　　研究進展2.價態調控法去除水中變價污染物

　　針對印染廢水中水體中的低濃度、高毒性變價重金屬離子的污染難題，作者團隊利用輔助電場實現目標離子進行價態調控，實現高毒性向低毒性的轉化，再利用對脫毒產物具有特異性吸附能力的納米顆粒實現高效吸附，先后構建了“氧化-吸附”去除三價銻(或砷)和“吸附-還原”去除六價鉻的反應體系。例如，利用電沉積方法制備的海膽狀納米FeOOH改性CNT濾膜可在電場作用下實現砷(III)的氧化-吸附。流通式的設計有效加速了砷(V)向濾膜表面活性位點的傳質速率，遠優于傳統式間歇式反應體系;同樣，利用TiO2/CeOx對CNT膜進行修飾后，可在電場下將亞磷酸鹽氧化成磷酸鹽，而TiO2和CeOx納米顆粒對磷酸鹽的吸附去除過程也表現出明顯的協同作用。在此基礎上，利用光響應型鐵基MOF對CNT膜進行改性后，既可在光電協同作用下利用光激發產生的h+和OH•實現高毒性三價銻(或砷)向低毒性五價銻(或砷)秒級超快轉化，也可以利用光生電子實現高毒性六價鉻向低毒性三價鉻的秒級超快脫毒。相關研究成果發表在環境領域著名期刊Journal of Hazardous Materials(2020，400，123246;2020，389，121840;2020，in press)、Chemical Engineering Journal(2020, 387, 124155)、Science of The Total Environment(2020，710，135514)和Chemosphere(2020，245，125604)。

　　圖2：基于FeOOH-CNT的電活性濾膜體系一步實現砷(III)的氧化和吸附

　　研究進展3.電活性碳納米管分離膜技術的綜述

　　作者團隊受化學領域著名期刊Accounts of Chemical Research (IF=20.832) 主編Cynthia J. Burrows教授邀請, 與哈佛大學Chad D. Vecitis教授聯合發表了題為“Prospects of an Electroactive Carbon Nanotube Membrane toward Environmental Applications” 的綜述論文。本文系統總結了電活性膜技術近十年來的研究進展，歸納了改性碳納米管薄膜的制備策略(電吸附-水熱、化學螯合和浸漬-熱解)、技術的工作原理(氧化機理：直接電子轉移和間接誘導產生活性自由基;還原機理：兩電子ORR機理和原位誘導芬頓反應機理)、薄膜的設計原則，以及電化學與膜分離的協同強化機理。本文有望為推動電活性碳納米管膜技術在環境領域的規模化應用提供理論依據和方法參考。

　　圖3：電活性碳納米管濾膜在環境方面的應用與進展

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