人口的快速增长和工业化推动了用于环境和能源应用的先进电化学和膜技术的出现。电化学过程具有化学转化、氯碱消毒和能量储存的潜力。膜分离在气体、液体和化学净化方面具有潜力。电化学技术和膜技术通常在同一单元工艺中同时使用，例如，氯碱工艺中使用膜来分离阴极和阳极产物，使它们相互清除。然而，要获得最大的电势，需要将这两种技术紧密地杂交到一个电活性膜上。这两种分立技术的结合产生了一系列的协同效应，如减少占地面积、提高加工动力学、减少结垢和提高能源效率。1D碳纳米管（CNTs）因其高比表面积、优良的导电性和良好的稳定性，在电极和薄膜的基础材料等一系列工业部门中具有广泛的应用前景。重要的是，碳纳米管的形貌和表面化学可以进行合理的修饰，对这些物理化学性质的微调可以增强其在实际应用中的功能性。此外，CNT 1D形式允许通过各种简便技术组装稳定的薄膜纤维网络。这些碳纳米管网络的孔径范围为10−500 nm（d_pole∼6−8d_CNT），厚度为10−200 μm，两者均与经典聚合物膜相似，因此可以直接并入针对电活性包合而改装的商用膜器件中。

近日，美国哈佛大学Chad D. Vecitis教授，东华大学刘艳彪特聘研究员以碳纳米管及其复合材料为模型电活性多孔材料，阐述了新兴电活性膜技术的设计策略和环境应用。

文章要点

1）作者首先对其团队开发的电活性膜设计原则和流程进行了简要总结。在阐明了方法之后，详细总结了支配电活性膜技术的基本物理化学机制。

2）作者总结了研究团队对几种流通式电化学碳纳米管过滤系统的合理设计的研究结果，这些过滤系统的重点是阳极氧化反应或阴极还原反应。随后，阐明了最近发现的一种能够解毒和隔离重金属离子的电化学价调控策略。

3）作者最后对电活性膜技术的未来发展进行了展望。

Yanbiao Liu, et al, Prospects of an Electroactive Carbon Nanotube Membrane toward Environmental Applications, Acc. Chem. Res., 2020

DOI: 10.1021/acs.accounts.0c00544

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