JACS：废水进去，氢气出来！

来源：纳米人

近年来，人们进行了大量努力从农业和城市污水流中实现可持续的磷(P)回收。然而，目前将磷回收与节能相结合起来仍充满巨大挑战。

近日，美国阿肯色大学Lauren F. Greenlee首次报道了在小型电化学反应器中，以纯镁（Mg）或镁合金为阳极，以316不锈钢（SS）为阴极，从磷酸二氢铵（NH4H2PO4）溶液中同时化学生产鸟粪石和氢气。

研究人员在化学过程中(即在没有外加电源的情况下)，探究了阳极上鸟粪石的形成和阴极上二氢的生成的开路电位（OCP）。形成的鸟粪石的晶体结构/形貌和沉淀膜厚度受溶液中HnPO4n-3/NH4+的浓度和阳极组成的影响。

纯镁阳极形成了厚度为0.6-4.1 μm的多孔薄膜，而AZ31镁合金获得了更致密的1.7-9.9 μm厚的鸟粪石薄膜。动力学分析表明，对于两种镁阳极材料来说。溶解形成Mg2+遵循零级动力学规律，同时，速率常数（K）取决于鸟粪石层的形貌。

傅里叶变换红外光谱，X射线衍射和扫描电子显微镜等表征结果显示，形成的鸟粪石具有高质量。同时，利用气相色谱-热导检测器和离子色谱法分别检测溶液中的氢气和Mg2+。

研究发现，该反应器能够去除天然禽畜废水（主要是鸟粪石）中约73％的HnPO4n-3。

总之，这项研究突出了以绿色和可持续的方式同时从无能量来源的废水中生产鸟粪石和氢气的可行性。

参考文献：

László Kékedy-Nagy, et al, Electroless Production of Fertilizer (Struvite) and Hydrogen from Synthetic Agricultural Wastewaters, J. Am. Chem. Soc., 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c07916

https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c07916