近日，东莞理工学院副研究员王安祺团队携手德国卡尔斯鲁厄理工学院、丹麦奥胡斯大学等科研人员，在流动电极电容去离子技术应用于水处理领域取得重要进展，成功设计出一种单原子铁修饰的聚苯胺/活性炭/MXene（FeSA-PAM）复合流动电极，实现了苦咸水脱盐与电镀含铬废水的高效协同处理。相关成果发表于《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）。

流动电极电容去离子技术作为一种新兴的脱盐技术，凭借流动的碳基颗粒电极持续吸附离子，具备可扩展性强、抗污染能力佳等显著优势。不过，传统流动电极存在电荷传输网络不连续、颗粒间电荷转移效率低下等弊端，极大地制约了其性能的进一步提升。

为攻克这一科学难题，研究团队独辟蹊径，将单原子工程引入流动电极体系，精心设计出FeSA-PAM三元复合材料。该材料以活性炭作为电容骨架，MXene提供高导电的层状结构，聚苯胺通过原位聚合构建三维导电网络，有效抑制了MXene的堆叠现象，最终在复合物上锚定原子级分散的铁单原子，作为高效的催化中心。

在实际应用测试中，该电极展现出卓越的性能。在脱盐方面，其盐去除率高达125 μg cm^-2 min^-1，相较于传统活性炭电极提升了60%；在含铬废水处理方面，对Cr(VI)的去除效率稳定保持在85-92%，处理后的出水铬浓度能够达到饮用水标准（<0.01 mg/L）。此外，该电极能耗极低，仅为0.006-0.072 kWh m^-3，电荷效率高达92%。

FeSA-PAM电极之所以具备如此优异的性能，得益于多组分的协同作用。其中，聚苯胺提供丰富的吸附官能团，MXene构建起高效的导电网络，而单原子Fe位点则作为催化中心，介导Cr(VI)还原为低毒的Cr(III)。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.172302