诚信为本巅峰首选

诚信为本巅峰首选:环境诚信为本巅峰首选金放鸣教授发表选择性反硝化研究成果

2018-04-13 22998

近日,诚信为本巅峰首选金放鸣教授课题组和日本理化学研究所(RIKEN)生物功能催化研究组、韩国基础科学研究院(KBSI)合作,在选择性反硝化研究方面取得重要进展。

近年来,过量地使用氮肥以及化石燃料的燃烧导致严重的氮污染。传统的细菌反硝化是当前的主要手段,可高选择性地将硝酸根和亚硝酸根还原为氮气,但需要的条件比较苛刻,强酸或强碱的环境都不利于微生物的生长,并且后处理比较麻烦。如何利用可再生能源(如电能)选择性地实施反硝化来加速地球氮循环平衡已成为可持续发展目标(SDGs)的一项重要任务。

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反硝化的路径较长,副产物多,且涉及多质子多电子转移步骤。如何选择性地生成目标产物将是电催化剂设计所面临的巨大挑战。

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本着改善地球氮资源循环高端理念,金放鸣教授课题组联合日本理化学研究所(RIKEN)生物功能催化研究组以及韩国基础科学研究院(KBSI),合成出仿生催化剂含氧硫化钼,并在温和的中性条件下将亚硝酸根离子转化为氮气分子。研究发现,通过调节电解液的pH可以调控质子与电子的相对转移速度,得到不同构型的催化活性中间体,从而改变产物的选择性,氮气的选择性达到最高纪录13.5%。上述成果以“Selective Electrocatalytic Reduction of Nitrite to Dinitrogen Based on Decoupled Proton–Electron Transfer”为题发表在Journal of the American Chemical Society,该论文的第一作者为博士生何道平。

未来可通过进一步提高氮气的选择性,将其作为新的脱氮技术与微生物处理技术一起使用来处理污水。同时也可以作为从废液中合成氨以及有机物氧化新技术。


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