電化學催化還原水中硝酸根研究綜述

傅春紅,呂曉書，張賢明,蔣光明

(重慶工商大學 廢油資源化技術與裝備教育部工程研究中心，重慶 400067)

1 電催化還原脫氮反應路徑

電催化還原脫氮的目標產物是N2，通過一個5電子反應過程：

(1)

(2)

NH3亦是水體富營養化的重要元兇，因此要求我們在設計催化劑和選擇反應條件時，避免該反應的進行。

2 高效催化劑的研發

2.1 單金屬催化劑

2.2 雙金屬催化劑

2.3 金屬氧化物

2.4 非金屬催化劑

金屬催化劑雖然具有良好的還原性能，但金屬價格昂貴，且易腐蝕溶出致使其應用受限。而非金屬催化劑，特別是碳材料，因其具有高導電性、耐腐蝕性、易改性等優點，被廣泛用于電化學催化領域。近年來，石墨材料受到了學者們的廣泛關注，將石墨及其改性材料用于非金屬催化劑材料和催化劑載體的開發研究。

3 反應條件的影響

3.2 共存離子

在溶液中同時存在硝酸根離子和其他離子的情況下，若催化劑能優先吸附硝酸根就會大大減輕競爭吸附的影響。Mubita[36]對優先吸附的解釋是，催化劑的表面化學與官能團存在有關。不同pH或者溶液特性條件下，某些官能團被游離或質子化，從而與溶液中的離子產生吸引或者排斥作用，導致優先吸附。

3.3 溶液pH

4 結束語