一、所属领域
1.所属领域：环境处理
2.应用对象：高盐工业有机废水的处理
二、项目介绍
1.痛点问题
水是人赖以生存的重要资源。随着现代工业的迅速发展，人类的生活物质得到最大的满足，与此同时伴随人类活动产生的环境污染问题也日益恶化。冶金、造纸、染料、农药、制药以及石油化工等工业过程所产生的高盐有机废水具有成分复杂、有机物含量高、酸碱差异性大、色度深、毒性大、总有机碳（TOC）含量高、化学需氧量（COD）含量高、可生化性差、难降解等特点。其中难以降解的染料废水、农药废水以及制药污水中残留的有机污染物未经处理接排放到水环境中会破坏水生态平衡，并且其中一些具有高积累能力的有机污染物最终会通过食物链对人类自身产生危害。
目前，对高盐有机工业废水的处理方法以蒸发浓缩结晶法为主，该方法的处理装置价格昂贵、精密度要求高以及处理所需的能耗较高，处理成本可达3000-5000元/吨。因此，开发效率高和成本低的高盐有机废水处理技术和装置极为必要。
2.解决方案
高级电化学氧化技术（EAOP）较传统投药法具备更加高效、操作简便及反应温和等特点，是一种具备良好应用前景的有机物降解手段。该技术的核心是电解阳极。硼掺杂金刚石（BDD）薄膜具有宽电势窗口、高析氧电位、低背景电流、优异的稳定性和抗表面污染等特性，是高级电化学氧化技术理想的阳极材料。研制具有高效有机物降解能力的BDD电极并开发电化学有机废水处理装置。通过在直流电作用下，有机物在BDD阳极表面发生直接氧化反应或间接氧化反应，使大分子污染物氧化为小分子物质或者直接矿化为CO2和H2O，从而除去有机污染物。该技术可实现对高盐有机废水的深度净化，且不易产生有毒有害中间产物，无二次污染，尤其适合对有机污染物进行持久稳定地去除。因此，开发一款具有高效降解能力以及低处理成本的电化学反应装置是解决问题的关键。
3.竞争优势分析（从技术和经济效益两个维度）
本团队研制的电化学反应器的竞争优势由以下两个方面组成：
（1）技术指标：有机废水TOC去除率85 %（40 mg/L），COD不得高于60 mg/L，BOD5不得高于20 mg/L，能耗10 Wh/L，污染物去除率95 %；
（2）经济效益：实现了BDD薄膜电极基电化学反应装置在环境保护与治理相关企业的应用，经处理装置降解的废水，通过相关资质的卫生部门检测，可达到国家有机废水排放标准规定指标，并且废水的处理成本达15元/m3，远低于其他方法的处理成本。
4.技术成熟度及市场应用前景
实验室开发 √样机/样品 √中试/放大 示范应用
市场应用前景：
开发的基于BDD薄膜电极的高级电化学氧化技术及水处理装置可以完成高盐有机废水的高效降解，获得远高于其他水处理技术的效果，为解决水资源污染和短缺提供了无害化和资源化处理的新途径。该技术和装置可以对冶金、造纸、染料、农药、制药以及石油化工等工业过程所产生的高盐有机废水进行高效的无害化和资源化处理，有效保护水资源，维护生态平衡，保护生物多样性和保障农作物食品安全，促进可持续发展，具有极为重要的社会效益。
5.知识产权情况
浙江工业大学胡晓君教授团队在金刚石薄膜电极的制备与性能方面拥有丰富的研究经验和成果。获得了电化学活性优异的硼掺杂纳米金刚石薄膜电极；发展了电化学活性良好的硫掺杂纳米金刚石薄膜电极的制备技术；制备了高电化学活性的纳米金刚石/石墨烯复合薄膜电极；发明了兼具宽电势窗口和高电化学反应活性的纳米金刚石/石墨烯复合的三维薄膜电极的制备方法，显著提高了该薄膜电极的氧还原性能，使其能够应用于高级电化学氧化技术、CO2还原以及氧还原电解技术中。上述工作的研究成果已发表SCI论文5篇，授权发明专利4件，转让专利1件，申请发明专利6件。
三、合作需求
√技术开发 √技术转让 技术许可 作价入股 引入风投 其他（请注明）
（如有详细合作需求请进一步补充）
四、团队介绍
浙江工业大学胡晓君教授团队从事金刚石的制备新方法、n型掺杂、电化学电极、光电性能及器件等研究。主持科研项目16项，其中包括国家自然科学基金联合重点项目1项，国家国际科技合作项目1项，国家重点研发计划项目1项，国家自然科学基金3项，浙江省重点研发计划“一带一路”国际合作项目1项和千万级横向项目1项等。在PNAS, APL, Carbon等期刊发表论文100余篇；授权发明专利36件，其中国际专利1件。
在电化学电极研制方面，获得了电化学活性优异的硼掺杂纳米金刚石薄膜电极；发展了电化学活性良好的硫掺杂纳米金刚石薄膜电极的制备技术；制备了高电化学活性的纳米金刚石/石墨烯复合薄膜电极；发明了兼具宽电势窗口和高电化学反应活性的纳米金刚石/石墨烯复合的三维薄膜电极的制备方法，显著提高了该薄膜电极的氧还原性能，使其能够应用于高级电化学氧化技术、CO2还原以及氧还原电解技术中。金刚石电化学电极相关研究成果已发表SCI论文5篇，授权发明专利4件，转让专利1件，申请发明专利6件。
五、联系方式
单位：浙江工业大学
联系人：胡晓君
电话：13958169012
邮箱：huxj@zjut.edu.cn
