亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Free-standing membrane incorporating single-atom catalysts for ultrafast electroreduction of low-concentration nitrate

选择性 催化作用 化学 离解(化学) 吸附 硝酸盐 无机化学 电化学 碳纳米管 氧化物 化学工程 材料科学 纳米技术 电极 有机化学 生物化学 工程类 物理化学
作者
Xiaoxiong Wang,Xuanhao Wu,Wen Ma,Xuechen Zhou,Shuo Zhang,Dahong Huang,Lea R. Winter,Jae‐Hong Kim,Menachem Elimelech
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:120 (11): e2217703120-e2217703120 被引量:105
标识
DOI:10.1073/pnas.2217703120
摘要

The release of wastewaters containing relatively low levels of nitrate (NO 3 − ) results in sufficient contamination to induce harmful algal blooms and to elevate drinking water NO 3 − concentrations to potentially hazardous levels. In particular, the facile triggering of algal blooms by ultra-low concentrations of NO 3 − necessitates the development of efficient methods for NO 3 − destruction. However, promising electrochemical methods suffer from weak mass transport under low reactant concentrations, resulting in long treatment times (on the order of hours) for complete NO 3 − destruction. In this study, we present flow-through electrofiltration via an electrified membrane incorporating nonprecious metal single-atom catalysts for NO 3 − reduction activity enhancement and selectivity modification, achieving near-complete removal of ultra-low concentration NO 3 − (10 mg-N L −1 ) with a residence time of only a few seconds (10 s). By anchoring Cu single atoms supported on N-doped carbon in a carbon nanotube interwoven framework, we fabricate a free-standing carbonaceous membrane featuring high conductivity, permeability, and flexibility. The membrane achieves over 97% NO 3 − removal with high N 2 selectivity of 86% in a single-pass electrofiltration, which is a significant improvement over flow-by operation (30% NO 3 − removal with 7% N 2 selectivity). This high NO 3 − reduction performance is attributed to the greater adsorption and transport of nitric oxide under high molecular collision frequency coupled with a balanced supply of atomic hydrogen through H 2 dissociation during electrofiltration. Overall, our findings provide a paradigm of applying a flow-through electrified membrane incorporating single-atom catalysts to improve the rate and selectivity of NO 3 − reduction for efficient water purification.
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
睡不醒完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
哈哈哈哈发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
111发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
科研通AI6.2应助睡不醒采纳,获得10
8秒前
10秒前
西吴完成签到 ,获得积分0
12秒前
崔大冠发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
19秒前
24秒前
25秒前
29秒前
MchemG应助哈哈哈哈采纳,获得10
32秒前
32秒前
starfish发布了新的文献求助10
32秒前
33秒前
35秒前
ding应助yh采纳,获得10
36秒前
啦啦啦啦啦完成签到,获得积分10
37秒前
科研通AI6.4应助754采纳,获得10
38秒前
Jason发布了新的文献求助10
39秒前
sayau发布了新的文献求助10
40秒前
雪满头应助雪白以莲采纳,获得10
44秒前
英姑应助Jason采纳,获得20
44秒前
48秒前
51秒前
研友_VZG7GZ应助wyg1994采纳,获得10
51秒前
冷静发布了新的文献求助10
54秒前
牙牙侠发布了新的文献求助10
55秒前
合适初蝶发布了新的文献求助10
57秒前
su发布了新的文献求助10
58秒前
1分钟前
吴吴温欣发布了新的文献求助10
1分钟前
Yu完成签到 ,获得积分10
1分钟前
领导范儿应助su采纳,获得10
1分钟前
Jasper应助山楂采纳,获得30
1分钟前
天天快乐应助吴吴温欣采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7297295
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8915780
关于积分的说明 18878859
捐赠科研通 6963012
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3210524
关于科研通互助平台的介绍 2379855
邀请新用户注册赠送积分活动 2187016