近日，資源環(huán)境學(xué)院環(huán)保高端裝備與污染控制研究團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系張常勇教授在環(huán)境領(lǐng)域權(quán)威期刊《Water Research》（中科院一區(qū)，Nature Index 期刊，影響因子11.4）發(fā)表了題為“Enhanced phosphate removal and recovery from wastewater by flow-electrode capacitive deionization (FCDI): Role of [Fe(CN)₆]^3–/4– redox couple”的研究成果（DOI: 10.1016/j.watres.2025.123304）。團(tuán)隊(duì)成員魏強(qiáng)博士為第一作者，張常勇教授為通訊作者，研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目與安徽省教育廳高校優(yōu)秀科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目支持。

流動(dòng)電極電容去離子技術(shù)（FCDI）作為一種新興技術(shù)，可用于從低/中等強(qiáng)度廢水中回收磷（P）。傳統(tǒng)的活性炭流動(dòng)電極（ACFEs）在分散性和導(dǎo)電性方面存在不足，限制了其成本效益、效率和穩(wěn)定性。為了解決這些問(wèn)題，研究提出將[Fe(CN)₆]^3–/4–氧化還原對(duì)引入ACFEs中，以提高電荷轉(zhuǎn)移速率和P回收率，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的長(zhǎng)期運(yùn)行。結(jié)果表明，在能耗低至3.5 kWh kg^–1 P的情況下，添加10 mM [Fe(CN)₆]^3–/4–可顯著提高高達(dá)9.2 μg P min^–1 cm^–2的平均磷去除率。這種改善在10個(gè)連續(xù)周期中尤為明顯，每個(gè)周期內(nèi)均獲得90% P回收率。性能的改善歸因于形成更連續(xù)的導(dǎo)電通道、降低的內(nèi)阻以及[Fe(CN)₆]^3–/4–促進(jìn)的快速穩(wěn)定的電子轉(zhuǎn)移，從而實(shí)現(xiàn)更高效的P吸附和解吸。此外，通過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)濾和結(jié)晶過(guò)程，從富含磷的電解液中提取了高純度的磷酸鈣（CaP）產(chǎn)品。在真實(shí)生活廢水中應(yīng)用[Fe(CN)₆]^3–/4–的FCDI技術(shù)實(shí)現(xiàn)了84.2%的磷回收率，展示了FCDI工藝在廢水資源化應(yīng)用中的潛力。本研究通過(guò)引入[Fe(CN)₆]^3–/4–氧化還原對(duì)，為增強(qiáng)FCDI技術(shù)提供了概念驗(yàn)證。在FCDI工藝中應(yīng)用氧化還原對(duì)克服了傳統(tǒng)ACFEs的限制，提高了磷回收效率并降低了能耗，使廢水處理和資源回收更加高效、經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)。（撰稿：陶雷 魏強(qiáng) 供圖：魏強(qiáng) 審核：汪德進(jìn)）

圖. (a) FCDI原理示意圖，(b) [Fe(CN)₆]^{3 - /4 -}氧化還原電對(duì)在陽(yáng)極室中的電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制

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