《自然-催化》是施普林格·自然出版集團(tuán)旗下的一本專業(yè)學(xué)術(shù)期刊，專注于環(huán)境科學(xué)、化學(xué)、物理等領(lǐng)域的研究。近日，該期刊發(fā)表了一篇關(guān)于電化學(xué)方法將含硝酸鹽廢水轉(zhuǎn)化為氨和凈化水的最新研究論文。
研究人員開發(fā)了一種電化學(xué)裝置，能夠?qū)⒑跛猁}的廢水轉(zhuǎn)化為氨和凈化水。這種方法具有高效、環(huán)保、可持續(xù)等優(yōu)點，有望在處理含硝酸鹽廢水方面發(fā)揮重要作用。
該論文介紹，氨是世界上產(chǎn)量最大的化合物之一，化肥等物質(zhì)的全球需求量達(dá)到每年1.8億噸。由于生產(chǎn)過程中使用的高溫高壓以及大量使用氫作為原料，氨的生產(chǎn)每年貢獻(xiàn)全球1.4%的二氧化碳排放，消耗2%的全球能源。同時，農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)過程中的硝酸鹽流失可能會污染水資源。
現(xiàn)有的電化學(xué)裝置生產(chǎn)的氨溶液與支持電解質(zhì)(鹽)混合后必須達(dá)到很高濃度，然后將其進(jìn)行分離以獲得氨產(chǎn)物。
在本項研究中，論文通訊作者、美國萊斯大學(xué)王浩天和同事設(shè)計出一個三腔的電化學(xué)裝置，能將廢水轉(zhuǎn)化成氨和凈化水。將這些廢水加入裝置，流經(jīng)多孔的固態(tài)電解質(zhì)層，使硝酸鹽溶液轉(zhuǎn)化成水和氨氣。硝酸鹽污染物被從水中去除，同時產(chǎn)生氨氣，無需進(jìn)一步凈化步驟。這個過程很有效，而且在工業(yè)廢水的常見硝酸鹽濃度(百萬分之2000，2000ppm)下就能產(chǎn)生凈化水和氨氣，而無需額外的支持電解質(zhì)。
論文作者總結(jié)說，最新研發(fā)的裝置能實現(xiàn)一種更為環(huán)境友好的氨生產(chǎn)方式，同時有助于廢水處理。他們指出，這次實驗基于實驗室設(shè)置，未來的研究還需要評估該裝置在真實世界環(huán)境中的適用性。
總的來說，這篇論文的研究成果無疑為處理含硝酸鹽廢水提供了一種新的思路和方法，對于保護(hù)環(huán)境、節(jié)約水資源具有重要的意義。我們期待這一創(chuàng)新技術(shù)能夠在不久的將來得到更廣泛的應(yīng)用。
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