特點：

快速加熱：1s加熱到3000°C

3000℃內(nèi)精確控制加熱溫度

可加熱各種粉末、薄膜、塊體

環(huán)境友好：低能耗、不需溶劑或者反應(yīng)氣體

升降溫速度快（105?106 K/s）

數(shù)據(jù)采集精度高

可定制持續(xù)放電0-500s

與常規(guī)管式爐裝置相比，焦耳熱是一種典型的非輻射熱加熱方法，無需通過電熱絲、焦耳熱反應(yīng)器是一種利用焦耳熱效應(yīng)

的反應(yīng)器裝置，可實現(xiàn)極短時間（1 s-10 s，蕞短80 ms）內(nèi)的快速升溫（蕞高可達(dá)3000+ ℃）。

焦耳熱和傳導(dǎo)熱對比：

應(yīng)用案例（一）石墨烯的連續(xù)低碳生產(chǎn)

通過開發(fā)一種集成自動系統(tǒng)和熱解-FJH耦合技術(shù)，實現(xiàn)了生物質(zhì)廢物到高價值閃蒸石墨烯的連續(xù)、低碳生產(chǎn)，不僅

提高了資源的循環(huán)利用率和生產(chǎn)效率，還降低了環(huán)境影響，展示了在催化、能源存儲和環(huán)境治理等多個領(lǐng)域的應(yīng)用

潛力，同時在經(jīng)濟效益和環(huán)境可持續(xù)性方面具有顯著優(yōu)勢，為推動石墨烯材料的工業(yè)化應(yīng)用和實現(xiàn)綠色生產(chǎn)提供了

創(chuàng)新解決方案。

應(yīng)用案例（二）閃蒸焦耳合成高熵合金

通過閃蒸焦耳熱技術(shù)來合成高熵合金。這項技術(shù)涉及將適量的碳源（如活性炭或碳黑）與金屬鹽前驅(qū)體在高溫下混

合。在超過2000 K的溫度下，碳源燃燒產(chǎn)生熱沖擊，迅速將金屬鹽還原為金屬原子，這些原子隨后在高溫下形成固

溶合金結(jié)構(gòu)，并通過快速冷卻（105 K·s?1）來生產(chǎn)高熵合金。這種方法能夠在短時間內(nèi)實現(xiàn)金屬原子的快速擴散

和均勻分布，從而形成成分均一的合金。通過調(diào)整碳源的類型和數(shù)量，可以調(diào)節(jié)合金的微觀結(jié)構(gòu)和性能。

應(yīng)用案例（三）利用閃蒸焦耳加熱技術(shù)從煤灰中提取重金屬

通過閃蒸焦耳加熱（FJH）技術(shù)，用于從煤飛灰中去除重金屬。該技術(shù)能夠在極短時間內(nèi)將溫度提升至約3000°C，

實現(xiàn)對砷、鎘、鈷鎳和鉛等重金屬的高效去除，去除率可達(dá)70-90%。處理后的煤飛灰（CFA）可以作為波特蘭水

泥的替代品，不僅提升了水泥的強度，還減少了在酸性環(huán)境中的重金屬泄露。此外，該技術(shù)在能源效率和成本效

益方面表現(xiàn)出色，電能成本約為每噸21美元。生命周期分析顯示，CFA的再利用有助于減少溫室氣體排放和重金屬

排放，與填埋相比，能源消耗得到了有效平衡。FJH技術(shù)不僅適用于煤飛灰的處理，還有潛力用于其他工業(yè)廢物的

去污染處理。

應(yīng)用案例（四）可持續(xù)制造高性能鋰離子電池陽極材料

這篇論文介紹了一種利用人類頭發(fā)這種生物廢料，通過瞬時加熱技術(shù)制造石墨烯碳材料的方法，用于生產(chǎn)高性能的

鋰離子電池陽極。該方法不僅提高了材料生產(chǎn)的可持續(xù)性，降低了成本和環(huán)境影響，還增強了供應(yīng)鏈的韌性，并為

電池性能優(yōu)化提供了新途徑，同時開辟了將廢棄物轉(zhuǎn)化為有用材料的科學(xué)研究新領(lǐng)域。

應(yīng)用案例（五）利用閃蒸焦耳熱技術(shù)合成鐵基催化劑用于高效水處理

通過碳輔助的瞬時焦耳加熱方法合成了一種新型鐵基材料，該材料結(jié)合了單原子和高指數(shù)晶面納米粒

子的特性，顯著提高了在過硫酸鹽激活過程中產(chǎn)生羥基自由基的能力，用于高效降解有機污染物，如

醫(yī)療廢水中的抗生素，以及減少抗生素抗性基因的環(huán)境傳播，展示了在水處理和環(huán)境保護領(lǐng)域的應(yīng)用

潛力。

應(yīng)用案例（六）利用焦耳熱實現(xiàn)金屬陶瓷材料的超快速致密化

通過焦耳熱的高效利用，為金屬陶瓷材料如碳化鎢（WC）的燒結(jié)提供了一種快速且節(jié)能的方法，使得生坯體在

極短的時間內(nèi)達(dá)到高溫，從而加速致密化過程，顯著提高了材料的密度和機械性能，同時保持了材料的微觀結(jié)構(gòu)

均勻性，這對于制造高性能硬質(zhì)合金和耐磨材料具有重要意義。

應(yīng)用案例（七）廢棄塑料轉(zhuǎn)化為清潔氫氣的創(chuàng)新技術(shù)

介紹了一種將廢棄塑料通過快速焦耳加熱技術(shù)轉(zhuǎn)化為清潔氫氣和高純度石墨烯的方法，不僅實現(xiàn)了零碳排放，

還通過石墨烯副產(chǎn)品的潛在銷售實現(xiàn)了氫氣生產(chǎn)的負(fù)成本，為清潔能源生產(chǎn)和廢物回收提供了一種經(jīng)濟可行

且環(huán)境友好的解決方案。

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