非贵金属电催化剂用于硝酸盐电还原的进展综述

来源：X一MOL资讯

硝酸盐是地表水和地下水中常见的污染物，严重威胁着生态系统和人类健康。电催化硝酸盐还原作为一种高效、清洁的技术得到了大家越来越多的关注。通过合理设计催化剂材料，既可以选择性得到环境友好的氮气，也可以制备氨、水合肼等高附加值化学品。非贵金属电催化剂具有低成本、高活性等诸多优势，从而展现出大规模应用潜力。
天津大学张兵/于一夫教授团队提出了“空气→硝酸→氨”人工固氮绿色新途径（Natl. Sci. Rev., 2019, 6, 730–738），在硝酸根电还原催化领域的研究中取得了一系列进展，系统研究了Co3O4、Cu基、TiO2-x、Co基电催化硝酸根还原合成氨性能（Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 5350–5354; ACS Catal., 2020, 10, 3533-3540; Sci. China Chem., 2020, DOI:10.1007/s11426-020-9795-xd.）。近日，该团队以“Recent advances in non-noble metal electrocatalysts for nitrate reduction”为题在Chemical Engineering Journal 上发表综述文章。

该综述从非贵金属材料在电催化还原硝酸盐方面的应用入手，对电催化还原硝酸盐的机理做了简要介绍，系统总结了过渡金属（单过渡金属、双过渡金属、过渡金属化合物、过渡金属复合物）和非金属材料在电催化还原硝酸盐方面的进展，并介绍了改善电催化还原硝酸盐性能的策略，最后总结了该领域的发展趋势以及面临的挑战，对设计合成其它高效非贵金属基硝酸盐还原电催化剂具有借鉴作用。