【中国大陆】四川轻化工大学团队提出高盐浓水“电化学转化”新路径：CoFeCe-Se多相异质结构催化剂，10 mA/cm²仅需217 mV过电位

高盐废水深度处理后产生的大量高盐浓水，是"近零排放"链条上最难啃的一段。四川轻化工大学绿色化工与废物资源化创新团队提出把高盐水用于电催化水分解，实现水资源与氢能协同利用，并针对高浓度Cl⁻引发竞争性析氯反应、催化剂腐蚀失活的核心难题，采用阴离子调控相演化策略构建 CoFeCe-Se 多相异质结构催化剂——在碱性海水中达到 10 mA·cm⁻² 电流密度仅需217 mV过电位，并表现出优异运行稳定性。

问题：零排放的最后一段，为何最难

高盐废水（脱硫废水、煤化工废水、矿井水、焦化废水、电子废水等）的主流零排放工艺路线通常是"预处理—膜浓缩—蒸发结晶"。其中膜浓缩单元受操作压力限制，浓缩极限有限，大量浓水最终压到末端蒸发结晶单元，导致投资与运行成本高、膜元件寿命短、安全风险大。

即便如此，蒸发结晶之后仍会产生难以进一步减量的高盐浓水与杂盐。传统思路把这些浓水视作"末端处置"对象，走固化、填埋或堆存路线。团队提出的替代路径是：既然减不掉，不如把它变成原料——利用高盐水进行电催化水分解，同步产出氢能，把处置成本中心转为能量与资源节点。

障碍：氯离子是催化剂的"天敌"

思路虽好，但工程现实相当严苛。高浓度 Cl⁻ 会带来三重问题：

• 竞争性析氯反应——在阳极与析氧反应（OER）竞争，降低目标反应效率并产生氯气等副产物；
• 催化剂腐蚀溶解——氯离子对金属活性位点有强侵蚀性，导致催化剂结构破坏；
• 活性衰减——上述过程叠加，使催化剂寿命远低于淡水体系中的表现。

这三点共同决定了"高盐水电解"长期停留在实验室概念阶段。

方案：阴离子调控相演化，构筑多相异质结构

团队采用的策略是阴离子调控相演化：以 CoFeCe 前驱体为基础，分别通过硫化、磷化、硒化调控其结构演化路径。其中硒化过程形成了由 CoSe₂、CoFe₂O₄、CeO₂ 以及残余 CoFe-LDH 共同组成的多相异质结构，实现了导电性、界面活性与结构稳定性的协同提升。

性能与机理上的关键结论包括：

• 活性指标——在碱性海水中，CoFeCe-Se 催化剂达到 10 mA·cm⁻² 电流密度仅需217 mV过电位，并表现出优异的运行稳定性；
• 抗氯机制——多相异质结构能够有效缓解高浓度 Cl⁻ 对催化活性位点的侵蚀，并抑制竞争性析氯反应；
• 电荷转移机制——多相界面之间的电子耦合以及 Ce³⁺/Ce⁴⁺ 动态氧化还原过程共同维持了高氯环境下的高效电荷转移；
• 设计范式——研究从抗氯腐蚀、抑制析氯、强化析氧三个方面，为高盐水电化学转化提供了新的催化剂设计策略。

相关成果发表于《Journal of Physics and Chemistry of Solids》（DOI: 10.1016/j.jpcs.2026.114032），通讯作者为刘小楠教授与王兰博士，第一作者为黄凯。同一团队的另一项工作则围绕多能场协同催化体系展开，针对高盐废水中氧化剂外加成本高、复杂离子干扰明显等问题提供材料与机制基础（发表于 Langmuir，DOI: 10.1021/acs.langmuir.6c03748）。系列研究得到四川省科技计划、"盐都百千万英才计划"创新团队及学校科研创新团队与人才引进项目资助。

行业含义：从"减量"到"转化"的路线之争

需要清醒看待的是，这类成果目前仍处于实验室阶段，距工程化尚有距离。但其指向的技术路线变化值得行业留意：

• 浓盐水不再是纯负担——如果高盐浓水可用于电解制氢，零排放工艺的经济模型将从"全过程成本"变为"末端有产出"；
• 与绿氢场景天然耦合——工业园区、新能源基地的绿氢需求与高盐废水处置需求在地理上高度重叠，为"废水—氢能"协同提供了落地场景；
• 抗氯腐蚀材料是通用瓶颈——该研究的设计策略不只服务于电解制氢，对高盐体系下的电极、膜与设备选材同样有参考价值。

对我们的意义：天乙科技的判断

天乙科技长期服务市政及工业园区污水处理与中水回用客户。我们的判断是：零排放的技术竞争正在从"浓缩倍率"转向"浓水出路"。前段膜浓缩工艺已相对成熟，真正决定项目经济性的，是末端浓水与杂盐如何处理、能否资源化。

对客户的现实建议有三：其一，在工艺选型阶段就同步规划浓水去向，避免"先把浓水做出来、再临时找出路"的被动局面；其二，优先考虑分盐资源化路径，把可回用的工业盐与杂盐分流，降低末端处置量；其三，对具备新能源消纳条件的园区，把"废水—氢能"协同纳入中长期技术储备，跟踪抗氯腐蚀电极与电解材料的工程化进展。

对我们而言，这类前沿研究的意义在于提示方向而非即刻可用。真正要做的，是把"分质预处理 + 高效膜浓缩 + 浓水资源化"的工艺组合做扎实，让客户在新技术成熟时具备无缝接入的接口能力。

关于天乙科技有限公司（TIANYI LIMITED）：天乙科技有限公司深耕污水处理与中水回用领域，致力于为市政及工业客户提供高效、低碳、可持续的水处理解决方案。