近日，資源環境學院環保高端裝備與污染控制研究團隊與中國科學技術大學環境科學與工程系張常勇教授在環境領域權威期刊《Water Research》（中科院一區，Nature Index 期刊，影響因子11.4）發表了題為“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）。團隊成員魏強博士為第一作者，張常勇教授為通訊作者，研究得到了國家自然科學基金項目與安徽省教育廳高校優秀科研創新團隊項目支持。

流動電極電容去離子技術（FCDI）作為一種新興技術，可用于從低/中等強度廢水中回收磷（P）。傳統的活性炭流動電極（ACFEs）在分散性和導電性方面存在不足，限制了其成本效益、效率和穩定性。為了解決這些問題，研究提出將[Fe(CN)₆]^3–/4–氧化還原對引入ACFEs中，以提高電荷轉移速率和P回收率，實現穩定的長期運行。結果表明，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9.2 μg P min^–1 cm^–2的平均磷去除率。這種改善在10個連續周期中尤為明顯，每個周期內均獲得90% P回收率。性能的改善歸因于形成更連續的導電通道、降低的內阻以及[Fe(CN)₆]^3–/4–促進的快速穩定的電子轉移，從而實現更高效的P吸附和解吸。此外，通過簡單的過濾和結晶過程，從富含磷的電解液中提取了高純度的磷酸鈣（CaP）產品。在真實生活廢水中應用[Fe(CN)₆]^3–/4–的FCDI技術實現了84.2%的磷回收率，展示了FCDI工藝在廢水資源化應用中的潛力。本研究通過引入[Fe(CN)₆]^3–/4–氧化還原對，為增強FCDI技術提供了概念驗證。在FCDI工藝中應用氧化還原對克服了傳統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、經濟和可持續。（撰稿：陶雷 魏強 供圖：魏強 審核：汪德進）

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

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135425002180