利用过渡金属氮化物电化学还原硝酸根的方法及应用技术

技术编号:41595649 阅读:38 留言:0更新日期:2024-06-07 00:06
本发明专利技术提供了一种利用过渡金属氮化物电化学还原硝酸根的方法及应用,属于环境催化领域,其中,利用过渡金属氮化物电化学还原硝酸根的方法包括:以过渡金属氮化物催化电极为工作电极构建电化学催化体系,在通电的情况下,过渡金属氮化物表面的金属离子和经电还原产生的零价过渡金属之间的相互转化促进电解液中硝酸根的还原,其中,过渡金属为铁族过渡金属。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境催化领域,具体涉及一种利用过渡金属氮化物电化学还原硝酸根的方法及应用,更具体的涉及一种利用铁基过渡金属氮化物电化学还原硝酸根的方法及应用。


技术介绍

1、硝酸根(no3-)作为地球氮循环的最高氧化形态,无论在工农业废水还是生活污水中都有积累,其主要人为来源包括肥料使用和化石燃料燃烧。硝酸盐过量不仅会对水体生态系统产生严重影响,如导致富营养化、有毒藻华和水体缺氧等问题,而且会通过影响饮用水威胁人类健康。

2、现有no3-的转化主要向两个方向进行:(1)通过污水处理厂的反硝化过程还原成氮气(n2)进行无害化处理;(2)通过微生物分泌的硝酸盐/亚硝酸盐还原酶(进行异化硝酸盐过程还原成铵(nh4+))进行资源化处理,并结合如空气提气、离子交换、鸟粪石沉淀等工艺来回收铵态氮。

3、常用于no3-还原的金属催化剂有负载型cu基催化剂、掺杂型金属合金催化剂、贵金属催化剂,由于所用金属为贵金属,制备成本较高,无法满足no3-产生的日益增加,因此,开发以廉价金属为基的no3-还原催化剂具有现实意义。

4、虽然过渡金属在n本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种利用过渡金属氮化物电化学还原硝酸根的方法,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述铁族过渡金属为铁,所述过渡金属氮化物催化电极为氮化铁催化电极,所述氮化铁催化电极上氮化铁具有(111)晶型结构,所述晶型结构中铁与氮的原子比为2:1。

3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述过渡金属氮化物催化电极通过以下步骤获得:

4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述过渡金属氮化物的尺寸为100-300nm。

5.根据权利要求3所述的方法,其中,所述烧结温度为400-600℃,所述烧结升温速率为5-10℃/min,所述烧结时间为100-1...

【技术特征摘要】

1.一种利用过渡金属氮化物电化学还原硝酸根的方法,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述铁族过渡金属为铁,所述过渡金属氮化物催化电极为氮化铁催化电极,所述氮化铁催化电极上氮化铁具有(111)晶型结构,所述晶型结构中铁与氮的原子比为2:1。

3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述过渡金属氮化物催化电极通过以下步骤获得:

4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述过渡金属氮化物的尺寸为100-300nm。

5.根据权利要求3所述的方法,其中,所述烧结温度为400-600℃,所述烧结升温速率为5-10℃/min,所述烧结时间为100-150min。

6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘睿陈宁
申请(专利权)人:中国科学院生态环境研究中心
类型:发明
国别省市:

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