太原理工大学刘旭光教授团队:碳基粒子电极在三维电极反应器处理废水中的研究进展

学术   2024-11-15 08:18   浙江  

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研究背景




  电催化氧化因其氧化能力强、操作简单、处理条件温和、易于自动化等优点,成为处理难生物降解、有毒、有害、高浓度有机废水的重要技术。电催化氧化反应主要发生在阳极上,钛基金属氧化物阳极和掺硼金刚石薄层电极具有电催化活性高、析氧电位高、稳定性好等特点,是目前研究最为广泛的阳极材料,但存在寿命短、制备成本高等问题。
      在二维电极系统的基础上引入第三电极形成三维电极系统。与二维体系相比,三维电极系统具有比表面积大、电催化效率高、能耗低等优点,受到了广泛关注。三维电极系统的核心是粒子电极,因此粒子电极材料的选择是三维电极技术研究的重点。碳基材料具有比表面积大、吸附性能好、化学稳定性高、价格低廉等优点,在三维电极技术中被广泛用作粒子电极。



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工作简介




图文摘要
综述首先回顾了三维电极技术的反应机理与粒子电极的分类。
随后,总结了无金属碳基粒子电极与金属和金属氧化物负载碳基粒子电极的研究进展,从不同的碳基材料(活性炭、碳气凝胶、石墨烯、污泥碳等)出发,讨论了引入杂原子、掺杂纳米颗粒以及加载催化剂等方法对材料催化活性的影响。
最后,从粒子电极催化活性的角度提出三维电极技术面临的问题,并且对其在废水处理中的发展和应用进行了展望。



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文章信息

LU Hua-yu, LIU Wei-feng, QIN Lei, LIU Xu-guang. Research progress of carbon-based particle electrodes in three-dimensional electrode reactors for wastewater treatment[J]. New Carbon Materials, 2024, 39(5): 973-991.
逯华毓, 刘伟峰, 秦蕾, 刘旭光. 碳基粒子电极在三维电极反应器处理废水中的研究进展[J]. 新型炭材料(中英文), 2022, 37(3): 973-991.
DOI: 10.1016/S1872-5805(24)60882-6.


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通讯作者简介

刘伟峰,男,博士(后),副教授、硕导。现任太原理工大学新型碳材料研究院副院长。中国再生资源产业技术创新战略联盟青年专家;山西省煤炭学会清洁高效利用委员会委员;山西省工信厅化工(禁化武)专家。研究方向:碳纳米功能材料的制备、改性及应用(钠电、电催化等);碳基表面分子/离子印迹材料的合成及性能研究(提锂、提镓、脱硫等);废弃资源高值化利用(废旧电池、粉煤灰、酒糟等)。依托申请者所主持和参与的国家自然科学基金、科技部国家重点研发计划子课题和其它省部级项目,围绕新型碳材料、碳基表面分子/离子印迹材料、电池回收等课题,发表相关学术期刊论文60余篇;会议论文20余篇;申请国家发明专利26项,其中授权18项;完成山西省科技成果鉴定1项(达到国际先进水平);获第八届中国创新创业大赛全国行业总决赛优秀奖,获山西省自然科学技术三等奖1项;入选2018年度山西省“三晋英才”支持计划青年优秀人才;独立或协助培养博士生2名,硕士生30名。


期刊官网:
http://xxtcl.sxicc.ac.cn/
国际版主页:
https://www.sciencedirect.com/journal/new-carbon-materials


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