近日，资源环境学院环保高端装备与污染控制研究团队与中国科学技术大学环境科学与工程系张常勇教授在环境领域权威期刊《Water Research》（中科院一区，Nature Index 期刊，影响因子11.4）发表了题为“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）。团队成员魏强博士为第一作者，张常勇教授为通讯作者，研究得到了国家自然科学基金项目与安徽省教育厅高校优秀科研创新团队项目支持。
流动电极电容去离子技术（FCDI）作为一种新兴技术，可用于从低/中等强度废水中回收磷（P）。传统的活性炭流动电极（ACFEs）在分散性和导电性方面存在不足，限制了其成本效益、效率和稳定性。为了解决这些问题，研究提出将[Fe(CN)6]3–/4–氧化还原对引入ACFEs中，以提高电荷转移速率和P回收率，实现稳定的长期运行。结果表明，在能耗低至3.5 kWh kg–1 P的情况下，添加10 mM [Fe(CN)6]3–/4–可显著提高高达9.2 μg P min–1 cm–2的平均磷去除率。这种改善在10个连续周期中尤为明显，每个周期内均获得90% P回收率。性能的改善归因于形成更连续的导电通道、降低的内阻以及[Fe(CN)6]3–/4–促进的快速稳定的电子转移，从而实现更高效的P吸附和解吸。此外，通过简单的过滤和结晶过程，从富含磷的电解液中提取了高纯度的磷酸钙（CaP）产品。在真实生活废水中应用[Fe(CN)6]3–/4–的FCDI技术实现了84.2%的磷回收率，展示了FCDI工艺在废水资源化应用中的潜力。本研究通过引入[Fe(CN)6]3–/4–氧化还原对，为增强FCDI技术提供了概念验证。在FCDI工艺中应用氧化还原对克服了传统ACFEs的限制，提高了磷回收效率并降低了能耗，使废水处理和资源回收更加高效、经济和可持续。（撰稿：陶雷 魏强 供图：魏强 审核：汪德进）
图. (a) FCDI原理示意图，(b) [Fe(CN)6]3 - /4 -氧化还原电对在阳极室中的电荷转移机制
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135425002180
