铜基材料电催化硝酸盐还原研究进展

现代工农业发展迅速,使得地下水体中的硝酸盐污染越发严重,已经危害到人类的健康和生态系统的平衡.电催化硝酸盐还原法是将电化学与催化技术相结合而发展起来的一种新型水处理技术.该方法通过外加电流使硝酸盐在阴极处发生电化学还原反应,进而转化为氮气或有经济价值的氨.该过程的实现主要取决于阴极电催化材料.铜基材料因其固有的硝酸盐还原电催化活性成为人们研究的热点.目前研究者主要从单质铜、单原子铜、铜合金、铜基复合材料等4个方面进行了探索,但在铜基材料的结构与电催化硝酸盐还原性能之间的构效关系方面仍然缺乏相关的综述报道.本文结合最新的研究实例,总结了铜基材料作为催化剂在电催化硝酸盐还原方面的研究进展,论述了硝酸盐电化学还原的机理以及铜基材料结构与电催化硝酸盐还原之间的构效关系,并进一步讨论了铜基材料电催化硝酸盐还原的未来发展方向和实际应用所面临的挑战.