二维钴基纳米片阴极电催化还原硝酸盐氮

鉴于污染废水中稳定存在的硝酸盐氮的毒性和潜在致癌性,急需开发高效的硝态氮处理技术。电化学法具有高效、稳定且产物可控等优点,成为目前净化废水中硝酸盐污染最具潜力的处理工艺。然而,传统的粉体电催化剂在复杂水体中容易受到抑制,因此需要寻找更高效的电催化材料。本研究使用模板法和煅烧法制备了二维钴基纳米片阴极(Co NS/CC),并研究了其电催化还原硝酸盐的性能。实验结果表明,煅烧温度为700℃的Co NS/CC展现出最佳的电催化脱硝性能,在1 h内即可达到较高的反应速率常数(2.88 h^(-1))和硝酸盐去除率(95%)。另外,Co NS/CC-700在较高质量浓度的硝酸盐氮、不同pH值的溶液和含有复杂成分的水体中都表现出良好的电催化脱硝能力。电子顺磁共振(EPR)和叔丁醇(TBA)捕获实验证实,Co NS/CC-700通过产生的吸附态氢(H^(*))来促进硝酸盐的还原。此外,Co NS/CC-700还具有较高的稳定性和环境适应性。综上所述,Co NS/CC-700是一种具有高催化活性和稳定性的电催化材料,对于电催化处理含硝酸盐废水具有潜在应用价值。