针对于此新疆理化所分离材料与技术团队通过将具有绝缘特性的环氧树脂涂覆在不锈钢网(SS)电极的上下边缘,研发制备了边缘绝缘的电极材料,以提高电流密度和电流分布的均匀性。随后,采用两种组合电极,分析了电流分布对油水分离性能的影响。通过在EC过程中记录电流以计算能耗。结果表明,对照组E-0的电极和能耗分别为0.81 kg/m3和1.95 kWh/kg,与之相比,边缘绝缘结构的E-1电极和能耗分别为0.69 kg/m3和1.19 kWh/kg,这表明边缘绝缘电极能耗更低。采用COD多参数分光光度计和COD消解反应器,测定了反应前后乳化油的COD值,并计算出了不同组合电极下EC工艺的COD去除率。结果表明,E-1的COD去除率(93.73%) 高于不采用边缘绝缘结构的E-0 (92.44%)。此外,研究人员还利用COMSOL软件建立了边缘绝缘结构电极的电位分布和电流分布模型,通过理论计算和油水分离实验验证相结合,揭示了边缘绝缘电极材料提高EC工艺油水分离性能的机理。该研究开发的新型的边缘绝缘电极材料在经济上是可行的,为优化EC过程中的除油效率和能源消耗平衡点提出了一个新的策略和方法。
研究成果近期以“An electrocoagulation (EC) process with a novel edge insulated electrode for separation of oil-in-water emulsions”为题发表在国际期刊《Case Studies in Chemical and Environmental Engineering》上,中国科学院新疆理化技术研究所为第一完成单位,硕士研究生王军英为第一作者,阿卜杜克热木·喀迪尔研究员和马鹏程研究员为通讯作者。该研究工作得到了新疆维吾尔自治区自然科学基金(面上)、新疆维吾尔自治区天池博士计划人才项目、新疆维吾尔自治区杰出青年自然科学基金、上海合作组织科技伙伴计划和国际科技合作计划等项目的支持。
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.cscee.2023.100354
文章来源:新疆理化所
马鹏程,男,回族,兰州大学学士、硕士,香港科技大学博士,现任中国科学院新疆理化技术研究所研究员。 曾入选香港特区“输入内地人才计划”并在香港科技大学从事科研工作,2010-2012年得到德国洪堡基金会资助,在德国德累斯顿莱布尼茨高分子研究所工作。2012年回国并在中科院新疆理化所组建高分子复合材料团队,担任中科院创新研究员,同年入选首批国家“##计划--新疆项目”。