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华北电力大学郝润龙获新进展:双缺陷电化学还原烟气脱氮废水制氨Cu2O@Cu异质结电极

论论资讯 | 2024-02-28 3热度

Environmental Science & Technology

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Electrochemical Reduction of Flue Gas Denitrification Wastewater to Ammonia Using a Dual-Defective Cu<sub>2</sub>O@Cu Heterojunction Electrode

Hao Runlong; Song Yunchang; Yang Longlong; Guo Yongxue; Wu Xuanhao; Ma Zhao; Qian Zhen; Liu Feng; Wang Lidong

Published:2024-02-27
DOI:10.1021/acs.est.3c09811

研究背景

工业废气中的氮氧化物(NO<i><sub>x</sub></i>)是造成环境污染的主要来源之一。湿法脱硝技术可以将NO<i><sub>x</sub></i>转化为高浓度的硝酸盐废水,但这种废水处理存在一些问题,例如处理费用高、难以回收氮资源等。因此,需要一种新的方法来解决废气脱硝废水的处理问题。

研究内容

一项新研究发现,利用一种双缺陷Cu<sub>2</sub>O@Cu异质结电极可以将废气脱硝废水转化为氨。这种电极采用了<i>in situ</i>电沉积技术制备而成,含有Cu缺陷和氧空位负载的Cu<sub>2</sub>O(OVs-Cu<sub>2</sub>O)。研究结果表明,这种电极的氨产率为3.59 mmol h<sup>-1</sup> cm<sup>-2</sup>,氨的法拉第效率为99.5%,选择性为100%。研究人员发现,Cu缺陷和OVs-Cu<sub>2</sub>O异质结可以提高氢原子的产量,抑制氢气的生成,同时作为双重反应位点,协同匹配NO<sub>3</sub><sup>-</sup>到NO<sub>2</sub><sup>-</sup>和NO<sub>2</sub><sup>-</sup>到NH<sub>3</sub>的串联反应动力学。研究人员还建立了一个综合系统,将湿法脱硝和脱硫技术相结合,同时将NO和SO<sub>2</sub>转化为(NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>肥料。

研究意义

这项研究提出了一种新的方法来解决废气脱硝废水处理问题,同时回收氮资源。这种Cu基阴极的制备方法简单、成本低廉、效率高,具有很大的应用潜力。该研究还为湿法脱硝废水的电化学处理提供了新的思路,有望推动相关技术的发展。

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