近日，东莞理工学院生态环境工程技术研发中心研究团队在流动电极电容去离子技术用于水处理方面取得重要突破。该研究设计了一种单原子铁修饰的聚苯胺/活性炭/MXene（FeSA-PAM）复合流动电极，实现了苦咸水脱盐与电镀含铬废水的高效协同处理。成果以《Single-atom Fe engineered-PANI/AC/MXene composite flow electrode for sustainable water desalination and electroplating wastewater treatment》为题发表于国际期刊《Chemical Engineering Journal》。该研究由东莞理工学院与德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）、丹麦奥胡斯大学（Aarhus University）共同合作完成。我校王安祺副研究员为论文共同通讯作者之一。

流动电极电容去离子技术是一种新型脱盐技术，通过流动的碳基颗粒电极持续吸附离子，具有可扩展性强、不易污染等优势。然而，传统流动电极存在电荷传输网络不连续、颗粒间电荷转移弱等问题，限制了其性能提升。针对这一难题，研究团队创新性地将单原子工程引入流动电极体系，设计了一种FeSA-PAM三元复合材料：以活性炭为电容骨架，MXene提供高导电层状结构，聚苯胺通过原位聚合构建三维导电网络抑制MXene堆叠，最终在复合物上锚定原子级分散的铁单原子作为高效催化中心。该电极在脱盐方面，盐去除率达125 μg cm⁻⟡ min⁻¹，比传统活性炭电极提升60%；在含铬废水处理方面，对Cr(VI)的去除效率稳定在85-92%，出水铬浓度可达饮用水标准（<0.01 mg/L），且能耗极低（0.006-0.072 kWh m⁻³），电荷效率高达92%。FeSA-PAM的优异性能源于多组分协同，PANI提供吸附官能团，MXene构建导电网络，单原子Fe位点作为催化中心介导Cr(VI)还原为低毒Cr(III)。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.172302

撰稿：王安祺

一审：袁立竹