三维电极电芬顿技术处理抗生素废水的研究进展

介绍了三维电极电芬顿法的基本原理及当前我国对于抗生素废水的常见处理手段。综述了电芬顿技术及电芬顿法处理抗生素废水的研究进展,通过对技术优缺点的分析讨论,得到了该技术的发展壁垒,未来应着重加强对于粒子电极材料的改性研究,降低应用成本。     

电吸附电极材料的研究进展

电吸附除盐技术是一种正在发展的新型的除盐技术,其中电极材料是制约电吸附性能的关键,也是电吸附技术研究的热点。介绍了电吸附技术原理和4类碳基电极材料的研究进展,对比分析了4类电极材料的优缺点,指出单一电极材料的吸附容量小,不能满足其工业要求,在低成本的条件下对电极材料进行改性处理是今后电吸附电极材料的主要研究方向。     

炭电极电容去离子技术研究进展

介绍了CDI技术的工作原理及电极材料的选择依据,对近年来基于炭电极(如活性炭、活性碳纤维、石墨烯等)的CDI技术研究进展、存在的问题及发展前景进行了总结和展望,认为活性炭兼具成本性能优势,适合工业化应用。新型炭材料的构建,有效的改性及复合技术,低成本的制备工艺是CDI炭电极未来研究重点,低能耗化应用、便携式、小型化CDI设备是未来发展方向。     

非均相电芬顿法处理废水的研究进展

在污水深度处理领域,电芬顿法作为均相芬顿体系的衍生,已经广泛应用于高浓度难降解有机废水的处理中。铁离子作为均相电芬顿体系中的主要活性物种,由于其在反应过程中易于沉淀的特点,从而会产生大量的铁污泥,降低了均相电芬顿处理废水的效率。因此,采用将铁活性物种负载到载体材料制成非均相电芬顿体系主催化单元的方法,可有效减少铁离子的流失,同时也能提高反应效率。本文概述了非均相电芬顿的反应机理,通过介绍非均相电芬顿电极材料和催化剂两个方面来说明非均相电芬顿的发展现状,并对其未来的发展状况进行了展望。     

芬顿氧化技术处理废水中难降解有机物的应用进展

介绍了芬顿氧化技术的基本原理和特点,详细阐述了光-芬顿技术、电-芬顿技术、超声-芬顿技术、微波-芬顿技术、零价铁-芬顿技术等类芬顿氧化技术的反应机理,以及处理废水中难降解有机物的应用现状。总结了芬顿技术目前存在的主要问题以及改进措施,展望了芬顿技术未来的发展趋势和研究方向。     

MnOx掺杂纳米石墨阴极制备及其催化降解能力

采用溶胶-凝胶法和热压法制备锰氧化物掺杂的纳米石墨(Nano-G)电极（MnOx/Nano-G电极）,并以其为工作电极,构建了能够高效处理水中盐酸四环素（tetracycline hydroxhloride, TCH）的阴极电芬顿体系。运用SEM、XRD、XPS、循环伏安测试和电化学阻抗测试等对MnOx/Nano-G电极进行表征。研究结果表明,MnOx的掺杂可以明显提高Nano-G电极的导电性、电化学稳定性和电化学活性,从而大幅提升阴极电芬顿处理TCH的效能。在TCH初始浓度为20 mg?L-1、电流密度为30 mA?cm-2、初始pH为5.0、极板距离为10mm时,TCH的降解效果最佳;反应60min后,59.27%的TCH被有效去除,相较于未改性的Nano-G电极,TCH降解效率提高了18.70%。此外,MnOx/Nano-G的阴极电芬顿体系的处理效能明显高于传统的RuO2-IrO2/Ti和钛网阴极。综上,MnOx/Nano-G的阴极电芬顿体系是一种高效且具有应用前景的TCH处理技术。     

类电芬顿耦合絮凝同步去除铬和有机污染物

利用类电芬顿处理含铬废水。以TiO_2/石墨复合材料(TiO_2/C)修饰石墨电极为工作电极,当外加电压为-0.4 V时,对铬初始浓度为100 mg/L的含铬废水中总铬的去除率为92.4%,TOC的去除率为63.6%。通过对实验前后工作电极比对研究,证实了TiO_2/C在类电芬顿处理含铬废水中的优越的性能,建立了类电芬顿与絮凝耦合体系,实现了铬和有机物同步去除。     

混凝污泥的资源化回收及其电化学性能

将混凝污泥碳化后制成电极材料,通过红外光谱和X射线衍射对污泥的官能团结构与晶型进行表征,采用循环伏安和线性扫描伏安法研究不同碳化温度下所制电极材料的电化学性能,并应用于电芬顿体系催化降解双酚A。结果表明,混凝污泥的主要成分为含碳和铁元素的复合物,高温碳化后污泥的结晶度增强。所制电极在电芬顿体系中显示出良好的电催化活性。外部投加Fe2+条件下,经900℃碳化的电极材料为阴极对双酚A的去除率最高,电解130 min后去除率高达99.2%。表明在电化学芬顿法废水处理中有一定的应用前景。     

电芬顿法处理纺织染料废水的研究

在芬顿试剂法的基础上,为改良芬顿试剂法存在的一些劣势,采用电芬顿法去处理降解废水。同时,电芬顿法与三维电极电芬顿技术联合起来,并且采用异相催化剂技术,对纺织染料废水进行更深层次更完美地去除。     

纤维增强塑料在体育领域中的应用研究

为更好地促进体育领域中的纤维增强塑料应用与发展,从碳纤维、玻璃纤维、高强高模合成纤维及其他纤维等改性材料出发,总结了各类纤维增强塑料的性能和加工特点,并探究了各种类型纤维增强塑料在球类、杆类、板类等体育器材领域的应用情况,分析了纤维增强塑料的应用优势。指出未来需要更深入地开展纤维增强塑料中的改性材料多样化研究,优化加工流程,提升纤维增强塑料的综合性能。     

电芬顿降解活性艳红X3B的阳极影响因素

以钛基氧化锡纳米涂层(DSA)电极作为阳极,以活性炭纤维(ACF)作为阴极,与石墨板(GE)电极进行组合,形成三组不同的电极对,用于比较研究电芬顿反应中的阳极影响因素。降解模拟染料活性艳红X3B,其脱色率和矿化率均为:电极体系a(阴极/ACF,阳极/DSA)>b(阴极/ACF,阳极/GE)>c(阴极/GE,阳极/DSA)。其中最优电极体系a反应90 min完全脱色,180 min内矿化率和平均电流效率分别为75.3% 和56.7%。XRD和SEM表征表明:DSA电极和ACF电极在电芬顿反应中具有稳定的化学结构。循环伏安扫描的结果表明三组电极体系均无明显的阳极直接氧化反应发生。采用荧光法检测了活性氧化物种,发现三组电极体系生成羟基自由基的数量与其降解效果完全一致。本研究证明DSA 对于电芬顿反应有促进作用,并且这一促进作用是通过催化H₂O₂生成·OH 这一间接途径来实现的。     

应用于烟气中CO2捕集的固体吸附材料研究进展

固体吸附法捕集二氧化碳技术具有吸/脱附性能优良、设备轻便灵活、环保和低成本的优势，被认为是实现电厂烟气中碳捕集最具前景的技术之一。国内外学者对于可应用于电厂烟气中二氧化碳捕集的固体吸附材料开展了大量的研究并取得一定进展。该文综述了近些年沸石分子筛、金属有机框架材料（MOFs）和活性炭（ACs）等吸附材料的研究现状；归纳并分析了各类吸附材料的应用优势和在工程应用中存在的问题；总结了各类材料吸附性能的主要影响因素和吸附机理等。最后，展望了固体吸附材料的发展方向。     

塑料衍生碳材料用于超级电容器的研究现状

塑料制品的过度使用,导致了严重的环境问题。将废旧塑料回收并转化为高附加值的碳材料并用于超级电容器等储能装置有着重要的意义,能够有效地降低环境污染并节约能源。本文首先对超级电容器的应用情况和塑料的使用以及回收处理现状进行了简单叙述,介绍了常见的废弃塑料处理方法、超级电容器的储能特点以及利用废弃塑料制备超级电容器碳材料的潜在价值;接着介绍了多孔碳电极材料的制备方法,对不同的制备方法的具体要求及其优缺点进行了简单分析;随后介绍了几种生活中常见的塑料,按照这些塑料的种类,分别对这些常见塑料回收用作超级电容器碳材料的研究现状进行了详细概述;最后对目前的研究现状进行总结,并对未来的研究方向进行展望。将废弃塑料回收并转化为超级电容器用活性碳材料,是一种新型的废弃塑料回收再利用的有效手段,能够有效地解决白色污染问题。     

一维有序聚苯胺纳米阵列在超级电容器中的研究进展

从聚苯胺（polyaniline, PANI）的结构特征和导电机理出发,详细叙述了一维有序PANI纳米阵列的优点及各种制备方法,指出了PANI纳米阵列作为超级电容器电极材料的优势。根据电极材料分类,重点综述了PANI阵列结构基与导电高分子材料、碳材料、金属氧化物复合作为超级电容器电极材料的应用情况;讨论了这些电极材料的结构特点、制备方法、提高电化学储能性的机理及上述研究中存在的问题;最后根据存在的问题,提出进一步优化PANI阵列结构基电极材料电化学性能的制备方法与策略,并对未来PANI阵列结构基电极材料在超级电容器的发展前景进行了展望。     

煤基石墨烯及复合材料在储能领域的应用

石墨烯及复合材料具有比表面积大、电导率高、导热性能和力学性能良好等优点,在电极材料、传感器、储氢材料等领域具有广泛的应用。但以高碳含量的天然资源煤为前体制备煤基石墨烯及复合材料达到煤炭清洁高效利用的研究目前报道有限,尤其是将其作为电极材料应用到储能领域的研究较少。本文重点总结了以不同煤质及衍生物为原料构建不同形貌和结构的煤基石墨烯及复合材料的方法以及存在的问题,详细介绍了煤基石墨烯及复合材料在储能领域,尤其是超级电容器、锂离子电池及钠离子电池领域的应用研究现状,最后提出了当前煤基石墨烯及复合材料的主要研究方向。该综述旨在为煤基新型石墨烯及复合材料的制备开发以及在储能领域的应用提供一定的思路。     

二氧化锰基电催化材料研究进展

二氧化锰具有资源丰富、成本廉价、电化学性能优良等优点,被广泛应用于电催化、电化学储能、生物医学和电致变色器等领域。本文综述了二氧化锰作为电极材料在电催化领域的最新研究进展,包括催化析氧、催化析氢、氮还原、尿素氧化、二氧化碳还原、醇氧化等；总结归纳了二氧化锰的结构特征及其合成方法；系统分析了二氧化锰晶型、微观形貌、电子结构与催化性能间的构效关系及其在构筑高效催化电极材料方面的应用及性能优化策略；结合当前研究存在的问题,展望了二氧化锰基催化电极材料的发展方向。     

Bio-electro-Fenton systems for sustainable wastewater treatment: mechanisms,novel configurations,recent advances,LCA and challenges. An updated review

Bio-electro-Fenton processes use biological electrons produced from bioelectrochemical systems to treat wastewater. The most significant advantages of bio-electro-Fenton systems are high effectiveness, low toxicity, gentle operation conditions, environmentally friendly treatment without sludge accumulation and energy conservation. Though promising, bio-electro-Fenton systems still face several challenges, such as high power density, H₂O₂ concentration, cathode materials, Fe²⁺ concentration and pH. This review comprehensively discusses the mechanisms of bio-electro-Fenton systems. Then, structural configurations are critically reviewed, including microbial fuel cells coupled with electro-Fenton systems, microbial electrolysis cells coupled with electro-Fenton systems and other bioelectrochemical systems coupled with electro-Fenton systems. Furthermore, recent advances in bio-electro-Fenton systems for wastewater treatment are introduced, including dye solution, pharmaceuticals and personal care products, oily wastewater, landfill leachate and other pollutants. In addition, the current challenges and specific future prospects of bio-electro-Fenton, such as possible mechanisms for improving the power output, electrode materials that are potentially useful, self-designed electrodes and methods of maintaining circumneutral pH values, are also explored. Heretofore, great progress in bio-electro-Fenton has been made, but further improvements are still needed in order to make this system more economical and practical. © 2020 Society of Chemical Industry     

全固态锂离子电池技术进展及现状

锂离子电池电解质多为有机液体,易燃易爆、安全性差。用固态电解质制备的全固态锂离子电池,具有电化学窗口宽、能量密度大和安全性高等优点,是电动汽车和规模化储能应用的理想化学电源。本工作主要介绍了全固态电解质的电解质材料及电极/电解质界面调控与机理问题,为改善固/固界面相容性及降低界面阻抗方面提供解决方案。阐述了目前主流的正负极材料、全固态锂离子电池的设计及目前的专利申请状况,简要讨论了全固态锂离子电池面临的主要问题,并从产业应用角度展望了其应用现状和未来发展趋势,为从业者全面了解全固态电池的发展提供有利依据。     

微波加热用透波材料的研究进展

微波加热技术因其绿色环保、体积加热、选择性加热等优势,已被广泛应用于化工强化、金属冶炼、陶瓷烧结、食品加工等众多领域,但微波在反应器内普遍存在透波效果差、微波利用率低等问题。随着微波加热技术的不断发展,微波加热设备中透波材料的选用越来越受到大家的关注。本文主要针对透波材料在微波加热领域中的应用现状进行综述,对透波材料的种类进行简要介绍,分别从微波加热用容器和保温材料两方面进行论述。详细介绍了氧化物、氮化物、硅酸盐、磷酸盐等高温透波材料及聚四氟乙烯、玻纤增强树脂基、环氧树脂等中、低温透波材料的研究进展,并具体论述了目前微波加热常用纤维棉、纤维毯和纤维板等各种陶瓷纤维制品的介电特性和透波性能,最后指出了目前微波加热用透波材料普遍存在的问题,并对透波材料的应用和发展作出了展望。     

分级多孔碳的制备及其在超级电容器中的应用

超级电容器因其高功率密度、超高速充放电、高稳定性等突出特点在电化学储能装置中引起人们极大关注。在当前开发的电极材料中,碳材料因其良好的导电性、孔隙率及形貌可调等特点备受青睐。传统的单一微孔碳材料具有较大的比表面积,但存在利用率低、孔道堵塞、电阻较大等问题。针对上述问题,研究人员对分级结构多孔碳材料开展了广泛的研究。本工作通过分析调研国内外相关文献,详细评述了现有分级多孔碳材料制备方法,简要介绍了各方法的原理和优缺点,同时对分级多孔碳应用于超级电容器时的性能改进方法进行了总结,并展望了其未来发展方向,为将来分级多孔碳的进一步研究提供参考。