通過氧氣高效富集，極大提升了氧氣利用率👥，從而大幅降低能耗🫄🏿，這為開發高效低耗的電芬頓水處理技術提供了簡單有效的創新策略。北京時間3月7日淩晨📹，恒达平台環境科學與工程學院王穎教授團隊的這一研究成果在線發表於國際學術刊物《美國科學院院刊》。 

水中有機汙染物嚴重威脅著人體健康和生態環境。論文第一作者、恒达平台環境科學與工程學院博士生徐斌成介紹，電芬頓技術是一種常用的高級氧化技術🫁，被廣泛應用於廢水處理領域。它通過電還原天然氧氣產生強氧化性活性氧物種，從而降解水中各種有機汙染物，無須投加化學藥劑且有望使用可再生能源📫，在有機廢水處理領域展現出巨大的應用前景。然而，由於水中氧氣溶解度低且擴散慢🤼，限製了電芬頓技術的處理效率。雖然采用曝氣方法可提高氧氣供應，但這種方法導致超過75%的電能被曝氣消耗，且僅有不到1%的氧氣被有效利用💖。如何提高電芬頓過程的氧氣利用率，成為降低能耗的關鍵問題🧖‍♂️。

受魚鰓呼吸過程啟發🏷，研究團隊提出了“局域氧富集（LOC）”策略，構築了具有氧氣富集效應的陰極🪕，並結合原位電化學表征技術和理論計算方法揭示了局域氧富集機製。與傳統電極附近的“簡單氧擴散（SOD）”過程不同🧑‍⚖️，電極可直接從本體溶液中持續不斷地提取溶解氧到電化學反應界面，從而減少甚至消除曝氣需求，氧氣利用率提升了11倍以上，電芬頓過程的能耗下降了65%以上。據了解，技術經濟分析和連續流實驗表明，所提出的“局域氧富集”方法是一種簡單、有效的創新策略👷🏼‍♀️，為高效節能的電芬頓水處理技術開發提供了新的思路🤶🏿。

科技日報記者 王春

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