二维钴基纳米片阴极电催化还原硝酸盐氮

作者：马曦; 李传浩^*

来源：中山大学学报：自然科学版（中英文）, 2023, 62(06): 40-49.

DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.2023c011

• 电催化还原硝酸盐
• 二维钴基纳米片阴极
• 硝酸盐废水净化

鉴于污染废水中稳定存在的硝酸盐氮的毒性和潜在致癌性，急需开发高效的硝态氮处理技术。电化学法具有高效、稳定且产物可控等优点，成为目前净化废水中硝酸盐污染最具潜力的处理工艺。然而，传统的粉体电催化剂在复杂水体中容易受到抑制，因此需要寻找更高效的电催化材料。本研究使用模板法和煅烧法制备了二维钴基纳米片阴极（Co NS/CC），并研究了其电催化还原硝酸盐的性能。实验结果表明，煅烧温度为700℃的Co NS/CC展现出最佳的电催化脱硝性能，在1 h内即可达到较高的反应速率常数（2.88 h-1）和硝酸盐去除率（95%）。另外，Co NS/CC-700在较高质量浓度的硝酸盐氮、不同pH值的溶液和含有复杂成分的水体中都表现出良好的电催化脱硝能力。电子顺磁共振（EPR）和叔丁醇（TBA）捕获实验证实，Co NS/CC-700通过产生的吸附态氢（H*）来促进硝酸盐的还原。此外，Co NS/CC-700还具有较高的稳定性和环境适应性。综上所述，Co NS/CC-700是一种具有高催化活性和稳定性的电催化材料，对于电催化处理含硝酸盐废水具有潜在应用价值。

• 单位
  中山大学