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16
2026
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04
Water Research:克服电容去离子中的构型和污堵限制，实现多组分PFAS捕获
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鉴于全氟和多氟烷基物质（PFAS）在环境中的持久性以及短链和超短链替代品的日益普及，在多组分和基质复杂的水体中仍能保持有效的处理方法亟需开发。在本研究中，开发了一种集成式膜电容去离子（IMCDI）系统，使用涂覆有聚乙烯醇/聚乙烯亚胺（PVA/PEI）水凝胶的介孔碳空心球（MCHS）电极。PVA/PEI 层作为一个诱导界面，在电吸附过程中促进全氟羧酸（PFCA）的富集和向内传输，随后在介孔、疏水的 MCHS 框架内进行选择性捕获，这也减轻了传统 MCDI 中的膜污堵问题。该系统在 C3 到 C8 的混合 PFCA 溶液（各 10 mg/L）中表现出一致的去除趋势，包括对弱去除的短链和超短链物种的去除效果有所提升。构型对比表明，基于 MCHS 的 ACDI 在环境相关浓度下有效，而 IMCDI 则针对高浓度 PFAS 的去除设计，并实现了更高的电荷利用率，其电荷效率（CE）达到 66.1%。值得注意的是，集成式膜电极（IME）在合成多组分溶液的 20 次循环和实际工业废水的 10 次压力循环中，均保持了优异的运行稳定性和抗污堵能力，性能保持率超过 80%。此外，在工业废水中，IMCDI 系统实现了 68.66% 的去除率，去除每克 PFOA 的能量强度为 1.07 Wh/g。总体而言，这些结果表明，界面重构可以改善针对 PFAS 的电吸附性能，并降低复杂、高浓度水体中的污堵敏感性。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/6ab67ALlMBwss53IWz_7PQ
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