光催化剂对脱氮和水管理硝酸盐污染的分裂

韩国的研究人员已经开发出一种太阳能光催化系统,水分解产生氢气,然后使用它作为还原剂进行脱氮。通过原位生成氢气,系统可以将硝酸盐转化成二氮不需要添加任何其他减少代理。

硝酸是一个主要水污染物,通常与农业肥料过度使用或国内和工业污水。当前对硝酸盐去除方法包括太阳能脱氮和cocatalyst-loaded催化剂。然而,他们的实际应用是有限的,由于释放有害的副产品,如亚硝酸盐和铵,并需要外部减少代理。

为了克服这些挑战,Wonyong崔浦项市的科技大学和他的同事们开发了一种脱氮光催化剂,生成自己的还原剂。新的光催化剂包括copper-palladium催化剂二氧化钛复合材料和石墨烯氧化物减少。硝酸铜催化作用的转换亚硝酸盐和亚硝酸盐的钯催化作用转换二氮以及生产氢气。

而团队发现,光催化剂就能将硝酸盐转化为氮气,介绍降低石墨烯氧化物作为电荷转移中介增加氢气的生产。系统中各个组件的协同作用使原位生成氢气立即用于将硝酸盐转变为二氮。

研究小组表明,系统直接把近100%的硝酸盐转化为二氮。因为催化剂可以有水分解产生氢气的能力,如果你能把这个属性与光催化剂的脱氮性能,我觉得这可以实现完全的硝酸盐氮转换,没有提供氢气作为外部试剂来源,“说崔当解释耦合水分裂反硝化作用的重要性。

光催化硝酸盐还原的所有先前的研究采用化学还原代理,例如,有机酸、酒精或氢气,”崔说。有毒副产品形成观察当你使用化学还原剂,但在我们的例子中,这种副产品代是微不足道的”。

硝酸的太阳能转换成二氮结合最好的两个世界,利用阳光,激活反应的取之不尽的能源,和水作为还原剂的来源,”评论克劳迪娅·戈梅斯席尔瓦,开发光催化系统环境应用程序在葡萄牙波尔图大学。这工作是一个一步对太阳能技术的发展和有效的途径克服全球可持续发展目标相关的水可用性和可再生能源。”

团队目前正在调查如何扩大他们的系统。的限制,我们必须克服实际应用是我们需要一个缺氧的系统。实际上,在缺氧的系统需要大量的能量,”崔说。未来的工作团队将因此研究如何有效地应用脱氮光催化剂在溶解氧的存在。