In Situ Reconstruction of Metal Oxide Cathodes for Ammonium Generation from High-Strength Nitrate Wastewater: Elucidating the Role of the Substrate in the Performance of Co3O4-x

电化学 阴极 氧化物 无机化学 离解(化学) 化学 法拉第效率 吸附 金属 材料科学 化学工程 电极 冶金 物理化学 有机化学 工程类
作者
Weijian Duan,Yanyan Chen,Huanxin Ma,Jyh‐Fu Lee,Yu‐Jung Lin,Chunhua Feng
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:57 (9): 3893-3904 被引量:52
标识
DOI:10.1021/acs.est.2c09147
摘要

In situ electrochemical reconstruction is important for transition metal oxides explored as electrocatalysts for electrochemical nitrate reduction reactions (ENRRs). Herein, we report substantial performance enhancement of ammonium generation on Co, Fe, Ni, Cu, Ti, and W oxide-based cathodes upon reconstruction. Among them, the performance of a freestanding ER-Co3O4-x/CF (Co3O4 grown on Co foil subjected to electrochemical reduction) cathode was superior to its unreconstructed counterpart and other cathodes; e.g., an ammonium yield of 0.46 mmol h-1 cm-2, an ammonium selectivity of 100%, and a Faradaic efficiency of 99.9% were attained at -1.3 V in a 1400 mg L-1 NO3--N solution. The reconstruction behaviors were found to vary with the underlying substrate. The inert carbon cloth only acted as a supporting matrix for immobilizing Co3O4, without appreciable electronic interactions between them. A combination of physicochemical characterizations and theoretical modeling provided compelling evidence that the CF-promoted self-reconstruction of Co3O4 induced the evolution of metallic Co and the creation of oxygen vacancies, which promoted and optimized interfacial nitrate adsorption and water dissociation, thus boosting the ENRR performance. The ER-Co3O4-x/CF cathode performed well over wide ranges of pH and applied current and at high nitrate loadings, ensuring its high efficacy in treating high-strength real wastewater.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
思源应助高铭泽采纳,获得10
3秒前
冷静汉堡完成签到,获得积分10
4秒前
Happy发布了新的文献求助10
4秒前
SQC发布了新的文献求助100
5秒前
6秒前
跳跳熊完成签到,获得积分10
7秒前
leo完成签到,获得积分10
8秒前
123应助玉玉采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
CipherSage应助慈祥的怜翠采纳,获得10
10秒前
充电宝应助ppat5012采纳,获得10
11秒前
11秒前
13秒前
Lizhe发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
14秒前
17秒前
沧雨完成签到 ,获得积分10
17秒前
bright发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
丹东东发布了新的文献求助10
19秒前
星辰大海应助研友_惊鸿采纳,获得10
19秒前
xinyi完成签到 ,获得积分10
19秒前
大胆的小懒猪完成签到 ,获得积分10
20秒前
清河完成签到,获得积分10
20秒前
以利沙完成签到 ,获得积分10
21秒前
Yangshu发布了新的文献求助10
21秒前
烟花应助活力曼文采纳,获得10
22秒前
可爱的函函应助超级绮波采纳,获得10
22秒前
爆米花应助罗钦采纳,获得10
23秒前
真实的蘑菇完成签到 ,获得积分10
23秒前
skmksd完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
ppat5012发布了新的文献求助10
24秒前
完美世界应助bright采纳,获得10
24秒前
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 500
Auslegungsgeschichte 500
Transdermal drug delivery systems market size report 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7641654
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9214722
关于积分的说明 19766847
捐赠科研通 7207140
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3276260
关于科研通互助平台的介绍 2438013
邀请新用户注册赠送积分活动 2273927