网址：https://doi.org/10.1002/anie.202414481
推文编号：EC20240053
电氧化（EO）技术因其具备在电极表面产生多种高活性氧物种的能力而显示出在废水处理中的潜力。然而，高能耗成为了限制其大规模应用的主要障碍。为了解决这一问题，本研究提出了一种新的技术模式，即将传统的EO与析氢反应（HER）耦合的系统（EO-HER），替换为EO与四电子氧还原反应（4eORR）耦合的系统（EO-4eORR）。这种设计通过调节电解反应器的阴极电位，从HER的0 V的平衡电位调整到4eORR的1.23 V（vs. RHE），显著降低了反应器所需的输入电压。与传统的EO-HER系统相比，EO-4eORR系统在空气曝气下对总有机碳（TOC）的去除率达到95%时，能耗大幅降低至2.61 kWh/kgTOC，这一能耗水平优于先前报道的基于EO的水处理系统。耦合4eORR还可以通过对流作用改善氧和有机污染物在反应系统中的质量传递，从而降低阴极极化并提高污染物去除率。通过计算流体动力学（CFD）模拟，研究了氧气诱导的质量传递过程和反应中的氧浓度，进一步验证了通气对提高系统性能的重要性。研究不仅在实验室条件下展示了优异的性能，还对实际工业废水进行了处理测试，显示出良好的处理效果和较低的能耗。综上所述，这项研究通过创新的系统设计和优化的操作条件，实现了高效、低能耗的水处理技术，为有机污染物的去除提供了新的技术途径，具有重要的理论和实际意义。
An Overview Figure（引自原文）
Ran, X.; Qin, H.; Liu, X.; Chu, C.; Li, Q.; Zhao, H.; Mao, S. Oxygen
reduction reaction coupled electro-oxidation for highly efficient and
sustainable water treatment. Angewandte Chemie International Edition 2024,
e202414481.
https://doi.org/10.1002/anie.202414481
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