厦门大学曾华斌、清华大学张弓ES&T：电芬顿过程中酚类物质重构电子流以实现节能去污

本研究针对传统电芬顿（EF）体系在有机污染物降解中存在的阴极电子在H2O2生成与FeIII还原之间固有的竞争损耗问题，提出了一种“电子流重构”策略。研究背景源于EF过程中电子流的不对称性导致的能量浪费。研究目的旨在通过空间解耦与配位调控，实现电子流的按需分配，从而提升能量效率并降低能耗。通过Nafion修饰石墨毡构建疏水三相界面，将两电子氧还原反应（2e⁻ ORR）与FeIII还原反应（FRR）在空间上解耦；同时利用废水中的酚类污染物作为FeIII配体，调控其自旋态，使H2O2作为“电子穿梭体”传递电子。实验结果表明，在mg/L级铁投加量下，该体系实现了·OH产率17倍提升，能耗较传统EF降低53.4%。该研究揭示了通过系统层面的电子流协同调控来提升电化学水处理性能的新范式，为低成本、低碳化的废水处理技术提供了全新思路。