Electrochemical Denitrification by a Recyclable Nanoporous Co3o4/Co Cathode: Rapid Recovery and Selective Catalysis

纳米孔 电化学 反硝化 催化作用 阴极 生物电化学 化学 化学工程 无机化学 材料科学 电极 纳米技术 有机化学 氮气 工程类 物理化学
作者
Yi‐Wen Chen,Junguo He,Peigen Jiang,Fangshu Qu,Dehai Yu,Xiaojian Hao,Jie Zhang
标识
DOI:10.2139/ssrn.4327262
摘要

Cathodic aging and fouling have been the main obstacles to electrochemical denitrification in engineering applications. In this research, a recyclable nanoporous Co3O4/Co cathode was prepared via anodization for nitrate reduction. Throughout the recovery process, cobalt in the inactive catalyst could be recycled on the substrate and regrow the new Co3O4 layer. The structure of the Co3O4 catalyst was a truncated octahedron, which mainly contained Co2+ ions at the surface. Density functional theory calculations confirmed the free energy of -0.89eV was thermodynamically favorable for the bonding between the O atom in NO3- ions and the Co atom in Co3O4 and Co2+ ions played the role of “electron porter” for electron transfer through a redox circle Co2+–Co3+–Co2+. Meanwhile, two energy barriers (*NH2NO to *N2 and *N2 to N2) of 0.83 eV and 1.17 eV respectively resulted in worse N2 selectivity of 9.84% and better NH3 selectivity of 90.02%. The kinetic model of NH4+-N in the presence of Cl- was modified as exponential decay for the actual wastewater treatment. After 3h, nearly 78% of TN and 93% of NO3- were removed, which fitted well with the predictive value. This anodization-based strategy displayed a huge advantage in long-run cost because no extra reagent was required to regenerate cathodes and also provided a new paradigm for electrode sustainability.

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
1秒前
not完成签到,获得积分10
1秒前
Cai完成签到,获得积分10
2秒前
陌shang发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
16651739216完成签到,获得积分20
3秒前
5秒前
研友_Zlem38完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
ycyang发布了新的文献求助10
6秒前
追寻发布了新的文献求助10
6秒前
linuo完成签到,获得积分10
7秒前
酷波er应助林睿采纳,获得10
9秒前
卡布奇诺完成签到,获得积分10
9秒前
FU_kyt完成签到,获得积分10
9秒前
阿思完成签到,获得积分10
9秒前
lsc发布了新的文献求助10
10秒前
竹噶发布了新的文献求助10
10秒前
Chri_发布了新的文献求助10
10秒前
金小航发布了新的文献求助10
11秒前
星辰大海应助Yan采纳,获得10
11秒前
11秒前
吕品完成签到,获得积分10
12秒前
orixero应助动人的乾采纳,获得10
12秒前
李爱国应助li采纳,获得10
12秒前
坨坨完成签到,获得积分10
13秒前
开放涵柳发布了新的文献求助10
13秒前
李健的小迷弟应助山谷采纳,获得10
14秒前
14秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
无限凝竹发布了新的文献求助10
14秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
aaaaaaaaaaaa应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
15秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
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 7191778
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8828533
关于积分的说明 18639238
捐赠科研通 6826673
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3175471
关于科研通互助平台的介绍 2327137
邀请新用户注册赠送积分活动 2149893