电子科技大学晋兆宇研究员课题组联合德克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授总结了近年来电催化技术在氮污染物的传感、去除和回收利用中的最新进展。该综述还讨论了该领域当前的挑战和未来的机遇，包括传感器和催化剂设计的创新，以及大规模处理策略，这为有效控制氮污染和可持续利用氮资源提供深刻的见解。
全球氮循环对于维持生态系统平衡和人类健康至关重要，是生命系统稳定的基本机制。然而，农业种植、工业生产和运输等人类活动极大地破坏了氮循环的平衡。传统的氮污染治理方法往往存在处理成本高、环境适应性差等问题。电催化技术由于其在高选择性、低能耗以及环境友好性方面的优势，逐渐成为氮管理的潜在解决方案。该技术不仅能够对氮污染物进行精准检测，还可以通过电化学过程实现污染物的转化和资源化利用。
电子科技大学晋兆宇研究员和德克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授课题组撰写综述文章，系统展示了电催化技术在氮污染管理中的广泛应用，包括检测、去除和资源化回收。本综述指出，基于碳材料和金属氧化物的电化学传感器，能够在复杂环境中实现对硝酸盐、亚硝酸盐等氮污染物的高灵敏度检测。与此同时，钯合金和铜基材料等电催化剂能够有效地去除氮污染物，将其转化为无害的氮气。此外，电催化技术还支持氮污染物向具有工业价值的化合物（如氨和尿素）转化，为实现资源循环利用和可持续发展提供了新路径。总的来说，随着电催化技术的不断发展和创新，其在氮管理中的应用将更加广泛和深入。通过设计更高效的电化学传感器和催化剂，优化反应条件，探索更多高附加值产品的合成途径，电催化技术有望在全球氮污染管理和资源再利用中发挥更重要的作用。同时，它也将为我们应对生态污染、资源短缺等全球性挑战提供新的思路和解决方案。
本文作者为电子科技大学硕士研究生易梅，通讯作者为晋兆宇研究员和余桂华教授。详见：Mei Yi, Hongmei Li, Minghao Xie, Panpan Li, Zhaoyu Jin, Guihua Yu. Electrocatalysis for sustainable nitrogen management: materials innovation for sensing, removal and upcycling technologies. Sci. China Chem., 2024, DOI: 10.1007/s11426-024-2286-7.
扫描二维码或点击左下角“阅读原文”可查阅全文。
【扩展阅读】
Sci. China Chem.影响因子10.4 || 开启高质量发展新征程
Science China Chemistry：含氮化合物的催化合成
Science China Chemistry文章精选：生物质电合成合集
Ib Chorkendorff院士、付先彪博士展望文章：电化学氮气还原——迈向可持续合成氨的未来之路
Sci. China Chem.综述：表面活性剂-金属有机框架复合材料及其衍生物在电催化领域的研究进展
南开大学仇友爱课题组综述：电化学小分子耦合有机底物的高效转化
席振峰/魏俊年课题组、陈萍课题组、邓徳会课题组、施章杰课题组联合综述：基于分子催化剂的电化学氮气转化研究进展
兰州交通大学褚克团队：构建 Zr-Ni 受阻路易斯酸碱位点实现高效亚硝酸盐还原合成氨
延安大学付峰团队：Se空位调控Ni3Se4 d带中心促进阴离子交换膜电解槽中硝酸根还原和苄胺氧化成对电解
