近日,地环学院环境科学与工程专业2022级本科生俞承越以第一作者身份在Chemical Engineering Journal期刊上发表了题为“Alternating Current Electrochemistry for Energy-Efficient Contaminant Removal and Resource Recovery in Water Treatment: A Critical Review”的综述论文。Chemical Engineering Journal是环境、化学、化工以及材料学科领域公认的权威性学术期刊(中科院1区TOP,IF=15.1)。地环学院膜法水处理课题组陈成副教授和申利国教授为论文共同通讯作者。
综述框架
全球水污染问题日趋严峻。传统水处理方法存在二次污染、能耗高等缺陷,电化水处理技术(如电化学消毒、电凝聚)展现潜力,但传统直流(DC)系统因单向离子迁移导致电极腐蚀和反应受限。交流电(AC)电化学通过周期性极性反转,可缓解电极钝化、增强传质并降低能耗,在污染物去除、资源回收等方面优势显著。该论文首先详细阐述了AC电化学的基本原理与特性及其在高效去除污染物、选择性污染物去除、资源回收和节能等方面的优势,同时介绍了其在有机污染物降解、重金属去除与资源回收、氮磷去除、杀菌消毒、生物降解过程强化和膜污染控制等水处理领域的应用,最后分析了AC电化学水处理应用所面临的电极材料限制、实际环境基质复杂、多变量优化和规模化等挑战,并展望了未来发展方向。未来需深入研究AC界面反应机制,开发抗腐蚀、低成本复合电极;探索AC与膜分离、光催化等技术的集成,构建协同处理体系。借助计算模拟(如密度泛函理论)和机器学习优化参数,实现动态调控;推动中试研究,评估真实废水处理中的技术经济性,结合生命周期分析验证可持续性,最终促进AC技术的商业化应用与规模化推广。
研究得到国家自然科学基金项目(22306172)、浙江省自然科学基金(LY23E080003和LQ23E080007)、金华市科技项目(2023-4-004)和浙江省重点研发计划项目(2025C02240)的支持。
编辑:盛灿灿