創新玄武岩纖維陰極技術:太陽能驅動的汙水處理新突破
科技
03-20
隨著工業化的快速發展,含油汙水的處理已成為全球環境修復領域的一大挑戰。電凝法(EC)因其高效且環保的特性,在處理各類汙水方面展現出巨大潛力。然而,傳統電凝技術的普及卻面臨著諸多障礙,包括昂貴的電極材料、高能耗的操作流程以及複雜的製造工藝。
為解決這些問題,由中國科學院新疆理化技術研究所的阿布都克熱木·卡迪爾教授和馬鵬程教授所帶領的研究團隊,成功開發出一種新型陰極材料,應用於太陽能驅動的電凝系統(SPEC)。這項創新技術不僅提升了汙水處理效率,更大幅降低了運營成本。
研究團隊設計了一種高導電性的玄武岩纖維(BF)複合材料,透過塗覆多壁碳奈米管(CNTs)和銀奈米線(AgNWs)來增強其效能。這種陰極材料不僅展現出卓越的導電性(1.66 × 10⁴ S/m),還具備優異的機械穩定性和顯著的抗菌活性,能夠有效對抗大腸桿菌和金黃色葡萄球菌。
在實驗中,配備BF-CNT/AgNWs陰極的SPEC系統,對模擬油水乳液的化學需氧量(COD)去除率高達90.28%。此外,該系統的能耗極低(1.28 kWh·kg⁻¹ COD),電極消耗量也極少(0.35 kg·m⁻³)。透過利用太陽能,研究團隊進一步降低了運營成本,使整個過程在經濟和環境上均具備可持續性。
這項研究成果已發表於《環境管理期刊》,凸顯了這一新方法在汙水處理技術領域的潛力,為工業應用提供了一種既經濟又高效的解決方案。這不僅是技術上的重大突破,更是對環境保護的積極貢獻。