電化學高級氧化與還原技術因具有高活性與高效率，上海新躍儀表廠逐漸成為污水深度處理領域的研究前沿。近日，清華大學環(huán)境學張瀟源副教授課題組在雙面電催化膜污水深度處理研究領域取得新進展。上海自動化儀表公司團隊開發(fā)了一種碳基雙面電催化膜，分別錨定在膜兩面的鐵、鎳單原子位點可以分別產(chǎn)生氧化與還原性活性物種，通過順序策略可以實現(xiàn)可調(diào)節(jié)的氧化還原反應，實現(xiàn)對污水中不同特性新污染物的適應性高效去除。
  新污染物的化學特性多樣，上海儀表三廠既有富電子有機物，也有含吸電子基團的有機物，上海儀表廠現(xiàn)有的高級氧化或還原技術難以適應性去除不同類別的新污染物。張瀟源課題組設計開發(fā)了一種*的雙面電催化膜，同步激發(fā)羥基自由基(?OH)與原子氫(H*)，并采用順序策略調(diào)控氧化還原反應，實現(xiàn)了廣譜新污染物的高效去除。該雙面電催化膜是兩面分別由單原子鐵、鎳修飾的碳纖維膜，在模式新污染物去除和制藥廢水深度處理中均展現(xiàn)出優(yōu)異的性能，模式污染物普萘洛爾和氯霉素可在水通量680L·m-2·h-/WWW.shzy4.com/1、能耗<0.015kWh·m-3·log-1的條件下被完全去除。在含鐵側至含鎳側的電過濾順序下，流動強化傳質(zhì)促使含鐵側生成的H2O2與含鎳側生成的H*反應產(chǎn)生更多?OH，從而高效降解富電子有、WWW.shyb118.com機物；而在含鎳側至含鐵側的電過濾順序中，H*介導的還原與?OH介導的氧化的級聯(lián)反應可以降低熱力學能壘，顯著強化含吸電子基團污染物的降解。該項工作中的雙面膜設計為廢水中新污染物的適應性去除建立了新范式，并為活性物種間的協(xié)同與拮抗提供了新的分析視角。

圖1.雙面電催化膜通過順序策略調(diào)節(jié)氧化還原過程
  研究成果以“雙面電催化膜順序策略調(diào)節(jié)氧化還原過程用于高效污水深度處理”(Janus ElectrocatalyticWWW.shzy4.com/ Membrane Enables Tunable Redox via Sequential Tactics toward Ultrafast Water Decontamination)為題，于9月16日正式發(fā)表在《環(huán)境科學與技術》(Envi/WWW.shsaic.net/ronmental Science & Technology)上，并被選為副封面。
  清華大學環(huán)境學副教授張瀟源為論文通訊作者，環(huán)境學2021級博士生晏妮為論文*作者。論文共同作者包括環(huán)境學教授黃霞、2025級博士生張家銘、2024屆博士畢業(yè)生任騰飛(現(xiàn)為太原理工大學環(huán)境學副教授)和2025屆博士畢業(yè)生尹夢茜。