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氮污染物（如硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、肼、尿素）的累积会严重破坏自然氮循环，威胁生态环境和人类健康。传统的氮污染物处理方法（如生物降解、物理吸附和化学沉淀）往往面临高能耗、低效率和选择性差的挑战。近年来，电化学方法因其高效率和环境友好性，在污水氮污染物的去除和能量回收方面展现出广阔前景。本综述系统探讨了氮污染物电极降解的反应机理和催化剂设计，及其在能量转化设备（如金属-硝酸盐电池、直接燃料电池和杂化水电解器）中的应用前景。
成果简介
本综述详细分析了污水中氮污染物的电化学降解路径及相关能量增值策略，包括硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、肼和尿素的降解机制，活性位点的识别与优化、催化剂设计及定制化能量设备的操作参数。此外，本文还评估了电解降解在实际废水处理中的可行性，并指出未来该领域在催化剂稳定性、反应效率和应用规模化方面的挑战。
研究亮点
电化学降解机制的深入分析：首次系统总结了氮污染物电化学降解的路径、活性位点及关键中间体的反应机理。
定制化电极和设备设计：研究重点介绍了如何通过设计不同的电极和能量设备来实现高效的污水处理和能源回收。
能量增值应用前景：阐述了在降解氮污染物的过程中产生氢气、电能和其他有价值化学品的潜力。
配图精析
图1：图示了污水处理过程中氮污染物降解产生附加值的可能路径，包括生成氨、氢气和电力输出的路线。
图2：总结了近年来氮污染物电化学降解的研究趋势，显示了相关研究的快速增长及其在能量设备中的应用前景。
展望
本综述通过对氮污染物电化学降解机理和相关能量设备的深入探讨，为环保与能源领域提供了新的视角。未来，随着催化剂设计和反应设备的不断优化，电极降解氮污染物有望在污水处理和清洁能源生产中发挥更大的作用。
文献信息
期刊：Chemical Society Reviews
DOI：10.1039/d4cs00517a
原文链接：https://doi.org/10.1039/d4cs00517a
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