1、钛基体金属氧化电极制备与应用

           钛基体金属氧化物电极是一种不溶性阳极，被广泛应用于水处理、电化学合成、防腐蚀等领域。二氧化铅电极、锑掺杂二氧化锡电极和亚氧化钛电极作为钛基体金属氧化物阳极的典型代表，受到广泛的关注与研究。本课题组主要专注于金属氧化物阳极的改性研究，期望通过不同的改性方式（或是制备方法的改进与选择）来提高电极的稳定性及催化性能。

                                         电极评价维度                                                                                                       电极评价技术体系

                              二氧化铅电极                                       锑掺杂二氧化锡电极                                     亚氧化钛电极

2、电催化氧化降解有机物技术

            电化学氧化技术是一种新型的物化处理技术，具有操作参数简单、易于自动化、处理条件温和及对生物难降解废水具有较好的处理效果等特点，受到越来越多科研工作者的关注。目前的研究重点体现在：1）降解过程参数对于最终降解效果及能耗的影响；2）有机物降解途径推测分析；3）电化学氧化技术与其它废水处理技术联用，扬长避短；4）实际过程中的供电模式，以此拓展其使用范围及降低使用能耗值。

电催化氧化技术原理示意图

                                                 2.5维电催化降解体系                                                     吸附-电催化技术连用示意图

3、循环冷却水的电化学水质稳定技术

             循环水系统里面存在结垢、腐蚀及微生物滋生等问题，而这三者往往又都是互相伴生的。为了解决循环系统中 的结垢问题，电化学除垢技术被国内外学者报道出来，其基本原理即是利用在电化学反应过程中，阴极区生成的高碱度区域，来将水中的成垢离子沉淀去除。我们课题组利用此种技术开发出具有实用价值的电化学除垢系统。目前的研究重点在于如何整合电化学反应的各项功能，将除垢、杀菌、灭藻以及防止管道腐蚀等问题综合起来处理，达到一次性解决的目的。

                                                                                              电化学除垢技术原理示意图

电化学除垢-过滤结晶耦合系统运行机理图

4、电化学消毒杀菌技术
        消毒作为抵御病原体微生物的有效屏障，对阻止水传播疾病的蔓延至关重要。通过电化学方法从水中去除病原微生物由于其简单、高效、环保的特性在消毒领域得到了广泛的研究和应用。本课题组主要聚焦于异位消毒，研究酸性电解水的制备、储存和杀菌。目前的研究重点是通过电化学反应体系的设计优化，解决电解液浓度过高易产生副产物，以及难以灵活获得不同类型的酸性电解水的问题，开发出具有实用价值的电解发生器。

                                         电化学杀菌机理示意图                                                                电化学杀菌装置示意图

5、电催化还原二氧化碳

              利用电能将CO2转化为高附加值化学品是解决温室效应和实现人工碳循环的有效途径。Cu基催化剂是目前唯一一种能生成多碳产物的金属催化剂，其还原产物众多，产物选择性差。本课题组致力于提高电催化还原CO2过程中Cu基催化剂的稳定性及其对特定产物的法拉第效率。目前的研究重点是通过合金化手段提高Cu基催化剂对CO的法拉第效率；并通过促进C-C偶联过程，提高Cu基催化剂对双碳产物的法拉第效率。

                                      Cu催化剂的部分改性方法                                         Zn-Cu合金电催化剂在非水系电解液中促进CO2转化为CO的效果和机理图