过渡金属基催化剂电催化硝酸盐还原反应研究进展

X703%TQ426; 大气环境中过量硝酸盐的积累不仅会危害人体健康,还会破坏生态系统的氮循环平衡.在众多硝酸盐去除技术中,电催化硝酸盐还原技术因其环保、操作简便、在可再生能源驱动环境条件下可控等优点而被广泛研究.过渡金属基催化剂由于其储量丰富、成本低、电子结构易调控及电化学活性可观,在电催化领域被广泛应用.此外,过渡金属基催化剂在硝酸盐还原反应动力学、含氮物种适中的吸附能及活性氢供应能力等方面得到广泛研究.基于此,该综述首先讨论了电催化硝酸盐还原机理,分析了两种主要还原产物(N2和NH3),并从反应机理的角度分析了设计高效硝酸盐催化剂的基本准则.其次,总结了过渡金属Fe、Co、Ni及Cu四类...

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Published in东华大学学报（英文版） Vol. 41; no. 4; pp. 333 - 348
Main Authors 罗红霞, 陈俊, 杨建平
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 东华大学材料科学与工程学院,纤维材料改性国家重点实验室,上海 201620%澳大利亚伍伦贡大学,澳大利亚创新材料研究所,智能聚合物研究所,ARC电子材料科学卓越中心,澳大利亚新南威尔士州,伍伦贡2522 2024
Subjects
transition metal-based catalyst(TMC)
氮循环
nitrate reduction reaction
反应机理
reaction mechanism
nitrogen cycle
电催化
electrocatalysis
过渡金属基催化剂
硝酸盐还原
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Summary:X703%TQ426; 大气环境中过量硝酸盐的积累不仅会危害人体健康,还会破坏生态系统的氮循环平衡.在众多硝酸盐去除技术中,电催化硝酸盐还原技术因其环保、操作简便、在可再生能源驱动环境条件下可控等优点而被广泛研究.过渡金属基催化剂由于其储量丰富、成本低、电子结构易调控及电化学活性可观,在电催化领域被广泛应用.此外,过渡金属基催化剂在硝酸盐还原反应动力学、含氮物种适中的吸附能及活性氢供应能力等方面得到广泛研究.基于此,该综述首先讨论了电催化硝酸盐还原机理,分析了两种主要还原产物(N2和NH3),并从反应机理的角度分析了设计高效硝酸盐催化剂的基本准则.其次,总结了过渡金属Fe、Co、Ni及Cu四类催化剂在电催化硝酸盐还原方向的研究进展,并提出了其反应活性、反应路径及稳定性的界面调控策略.最后,对电催化硝酸盐还原存在的问题给出了建议,展望了其未来发展机遇.该综述为探索经济有效的过渡金属基催化剂替代高成本贵金属催化剂用于电催化硝酸盐还原反应提供了启示.
ISSN:1672-5220
DOI:10.19884/j.1672-5220.202404013