铜镍纳米结构修饰多孔电极的电化学硝酸根还原

摘要

利用电化学将硝酸根转化为有价值的氨是硝酸盐处置绿色、低碳的途径。本研究制备了铜镍纳米结构修饰多孔电极(Ni-Cu NW),同时构建了电场与流场相协同的穿透式电化学反应器体系。在施加-0.6 V(vs.RHE)电位条件下,该体系氨法拉第效率可达到(84.35±3.63)%,而泡沫Cu电极的法拉第效率仅为(17.2±0.63)%。在定制的穿透式反应器中,Ni-Cu NW电极在-0.6 V、300 r·min^(-1)转速条件下对1400 mg·L^(-1)NO_(3)^(-)-N溶液电解,100 min后硝酸盐的转化率接近100%,氨选择性为85.5%。电子自旋共振能谱(ESR)和H_(ads)淬灭实验证明除了电极直接还原硝酸盐,体系中的H_(ads)可帮助进一步还原硝酸盐。以50 mA·cm^(-2)恒电流密度运行24 h,运行前后电极的硝酸盐还原性能未产生明显变化。