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作者:李如春;吴润颜;戚克振;杨恒;
单位:云南师范大学化学化工学院;国家能源氢能及氨氢融合新能源技术重点实验室,佛山仙湖实验室;大理大学药学院;武汉轻工大学化学与环境学院;
摘要:硝酸盐是水中分布最广的污染物之一,超高的硝酸盐含量对人类健康和环境构成严重威胁。电催化硝酸盐合成氨技术具有绿色环保可持续的特点,不仅可以去除硝酸盐污染,还可获得高价值的化学品氨,对缓解环境危机和实现碳中和至关重要。但硝酸盐设计多电子转移过程,反应动力学缓慢,因此,设计和合成高性能的催化剂对于发展电催化硝酸盐合成氨技术具有重要意义。本文从催化机制、材料设计总结了近年来电催化硝酸盐合成氨的研究进展和面临的挑战。首先讨论了电催化硝酸盐合成氨技术可能存在的催化机制和反应路径;其次,总结了电催化材料包括贵金属催化剂(Ru和Pd等)、非贵金属催化剂(Cu, Co, Ti和Fe等)和非金属催化剂等的研究进展,并分析了材料结构和催化性能之间的关系,以及各种提高性能的调控方法;另外,还深入探讨了电催化硝酸盐合成氨技术目前面临的挑战。希望能为高效合成氨电催化剂的设计提供参考价值,为电催化硝酸盐合成氨的未来发展指明研究方向。
关键词:水污染;;电催化;;硝酸盐还原;;制氨;;选择性
基金资助:国家自然科学基金青年基金项目(22202042);; 广东省基础与应用基础研究基金项目(2022A1515140012,2021A1515110058)资助