配对电化学法从聚酯和硝酸盐废水中联产乙醇酸与氨:塑料升级回收与污水净化的新策略
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时间:2025年04月08日
来源:Chem Catalysis 11.5
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为解决传统硝酸盐(NO3?)还原耦合析氧反应(OER)能耗高的问题,研究人员开发了新型配对电解系统:采用PdCu合金阳极将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)水解产物乙二醇(EG)氧化为乙醇酸(GA),同时以CuCo合金阴极将NO3?还原为氨。该设计突破了热力学限制,为废弃资源高值化转化提供了创新方案。
在环境治理与资源循环领域,一项突破性研究实现了"一石二鸟"的绿色化学过程。科学家们巧妙设计出双功能电化学反应器:阴极侧,CuCo合金催化剂像精准的分子剪刀,将污水中的硝酸盐(NO3?)逐步剪接成有价值的氨(NH3);阳极侧,PdCu合金则化身分子雕刻师,把塑料垃圾PET的水解产物乙二醇(EG)精雕细琢成医药原料乙醇酸(GA)。通过理论计算和原位光谱(operando spectroscopy)揭秘了催化剂抗一氧化碳(CO)毒化的奥秘,Cu-Co双金属协同作用如同跳探戈的舞伴,完美调控氮氧键的断裂与重组。这项技术不仅比传统析氧反应(OER)节能30%,更开创了"塑料变药品,污水变肥料"的循环经济新模式,技术经济分析显示其工业化潜力巨大。
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