大连海事大学讲师

岳彤彤，全职讲师，1994年生人，吉林大学环境工程专业学士（2020年）、吉林大学资源与环境工程博士（2025年），2025年9月加入大连海事大学港口与航运安全协同创新中心。主要从事水污染控制与资源化方面的研究，特别是在基于脉冲电化学技术的低浓度重金属废水的选择性去除与回收方面，以第一作者身份发表了4篇SCI文章，主要研究成果介绍如下。

主要研究成果：

Journal of Cleaner Production. 2022. 363. 132531.

（1）基于脉冲电吸附-还原耦合技术，搭建了一套由信号发生器、功率放大器、无膜电化学反应池、储液罐和蠕动泵等组成的反应装置。以Chitosan/CF电极为阴极，研究发现，在-5 V、600 Hz、8 mL/min的操作条件下，Pb²⁺在Pb/Na（50-500 mg/L）二元溶液中的去除率在24 h后可达99.40%，而钠离子的浓度几乎保持不变。

（2）经过脉冲电吸附-还原耦合技术处理后，Chitosan/CF电极表面出现了金属铅（Pb⁰），证明Pb²⁺确实被吸附在电极表面并进一步电还原为中性颗粒，形成的铅金属颗粒可作为后续铅离子吸附还原的活性位点。通过"吸附-电子转移-晶体生长"的连续反应界面，体系对Pb²⁺的去除容量超过2500 mg/g，显著优于传统的电吸附方法。

（3）电极表面观察到包括Pb⁰和Pb(OH)₂在内的一系列铅沉积物。利用浓度为0.1 M的HNO₃溶液溶解反应过程中沉积在电极表面的铅沉积物，实现了电极的再生和铅离子的回收。实验结果表明利用脉冲电吸附-还原耦合技术高效去除与回收低浓度铅污染废水中铅离子是可行的。

Journal of Cleaner Production, 2024. 450. 141905.

（1）以具有规则表面阵列结构和独特化学性质的自支撑聚苯胺修饰碳毡电极（PANI/CF）作为阴极，研究发现，在-5V、1000 Hz、10 mL/min的操作条件下，Pb²⁺在Pb/Na（50-500 mg/L）二元溶液中的去除率在12 h后可达99.99%，最大去除速率为14.35 mg/L·h，显著优于原始CF电极（88.4%，9.7 mg/L·h）和Chitosan/CF电极（99.40%， 24 h）。与Na⁺相比，Ca²⁺能够显著压缩德拜长度，导致双电层厚度减小，从而限制了界面电场的作用范围，降低了Pb²⁺的静电吸附驱动力。因此，在Na⁺背景下，Pb²⁺的去除速率更高，最高达到14.35 mg/L·h，而在Ca²⁺背景下则为9.5 mg/L·h。

（2）有限元分析模拟结果证明在电极表面构建的这种规则阵列结构确实可作为电荷中心聚集电荷，增强电极表面电场强度，从而提高电化学静电作用力。EIS和DFT分析结果显示PANI/CF电极表面含氮官能团确实可以提高电极表面对Pb²⁺的化学亲和力，使得Pb²⁺通过配位作用优先吸附在内亥姆霍兹平面上，从而有助于减小界面电子转移电阻，降低铅还原反应能垒。

（3）最终利用构建的具有规则阵列结构的PANI界面修饰层对电吸附-还原耦合作用的促进和脉冲电流对界面反应区离子分布的调节，使用脉冲电吸附-还原耦合技术直接、快速地从低浓度含铅废水中获取了单质铅（Pb⁰），没有铅金属氧化物或氢氧化物等杂质伴生。尽管在Na⁺、Ca²⁺两种不同盐离子竞争环境中，铅沉积物表现为不同的形貌，但二者的物相组成一致，表明体系具有优异的抗盐离子干扰能力。因此，大部分的铅可以用刮板直接回收，实现了使用脉冲电吸附-还原耦合技术净化铅污染废水时同步回收铅金属资源，有利于促进回收铅金属的循环利用。

Separation and Purification Technology, 2025. 364. 132541.

（1）以自掺杂聚苯胺碳毡电极（S-PANI/CF）为阴极，研究发现，在-5V、600 Hz、50 mL/min的操作条件下， Pb²⁺在Pb/Na（50-500 mg/L）二元溶液中的去除率在6 h后可达99.99%，显著高于PANI/CF电极（99.99%, 12 h）和Chitosan/CF电极（99.40%, 24 h）。

（2）EIS和DFT分析结果显示S-PANI/CF电极表面活性吸附位点（-SO₃^-、-N-、-N= 官能团）可显著增强电极表面对Pb²⁺的化学亲和力，进一步增强了电吸附作用，使得电子在离子和电极表面形成的活化复合物中转移，强化了铅的吸附-还原耦合效应, 大大降低了铅还原的能垒。

（3）CP和DFT以及差分电荷模拟分析结果显示，S-PANI/CF修饰电极通过与铅原子形成金属-电极表面键，限制铅原子在电极表面的扩散，提升了铅的成核过电位，使得铅沉积物在脉冲电吸附-还原耦合过程中逐渐形成了非致密的颗粒状或枝晶状结构。

（4）借助脉冲电化学方法的热力学筛选机制（在S-PANI/CF电极上，Pb²⁺和Zn²⁺的还原电位分别为-0.56 V和-1.16V），在-5V、600 Hz、50 mL/min的操作条件下，实现了基于脉冲电吸附-还原耦合技术在铅锌冶炼模拟废水（Pb/Zn/Na，115-150-500 mg/L）中对铅离子的选择性去除（Pb²⁺：99.99%， Zn²⁺：8.33%）并同步获得了分散性良好的铅粉（其中铅的含量约为94.23%）。SEM和XRD结果显示获得的铅粉表现为直径约为 0.2~0.7 µm的棒状、针状铅金属单质（Pb⁰）。改变竞争盐离子对体系的影响不大，表明该体系对复杂环境有较好的适应能力。

（5）最终，利用自掺杂S-PANI界面修饰层对铅离子电吸附-还原耦合作用的强化及对铅成核与生长行为的调控，结合脉冲电流的热力学筛选机制，使用脉冲电吸附-电还原耦合技术实现了从铅锌模拟废水中快速、高效、选择性地去除Pb²⁺，并且同步回收大量均匀分散、具有棒状、针状微结构的高质量铅粉（Pb⁰）。