电化学降解污水中含氮废弃物的升值策略

孙明磊; 袁忠勇

物理化学学报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (09) : 12 -29.

电化学降解污水中含氮废弃物的升值策略

孙明磊, 袁忠勇

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摘要

由于工业和生活废水的大量排放，地表水水体中的氮污染已成为全球性的环境问题。新兴的电化学降解技术为高效降解含氮废物，如亲电污染物(硝酸盐和亚硝酸盐)和亲核污染物(尿素、氨氮和肼)提供了有前途的解决方案，同时能在电降解过程中实现增值产出。本文对污水中典型的含氮废弃物电降解过程中的升值策略进行了深入研究，重点阐释了提高价值输出效率的方法：(1)通过构建锌-亲电性污染物电池实现能量与化学品产出；(2)通过亲核污染物驱动的混合直接燃料电池实现能量输出；(3)通过亲核性污染物辅助的电解水装置实现节能纯净氢能的生产；(4)利用锌-亲核性污染物电池进行储能和制氢；(5)通过C―N耦合反应产生有价值的化学产品。最后，我们对当前面临的挑战和未来前景进行了深入分析，以加深对先进电化学电池的理解，弥合实验试验与实际应用之间的差距。