【美文赏析】清华王潇雄/莱斯Elimelech院士等Science子刊：限域效应下单原子铁催化剂高效转化低浓度硝酸盐
水处理文献速递
2025-07-17 09:03
文章摘要
本研究针对全球饮用水源中硝酸盐（NO₃⁻）浓度超标问题，提出了一种基于单原子铁催化剂（Fe-N₄）的自支撑电化学纳滤膜（Fe1/NCBd@CNT-FEM）解决方案。通过Flow-through运行模式，该技术在低浓度NO₃⁻（100 mg-N L⁻¹）条件下实现了86%的去除率和约90%的法拉第效率，单原子产氨频率较传统催化剂高出10³-10⁴倍。研究揭示了“电场富集+纳米限域”的协同机制，通过20 Å孔道提升NO₃⁻局部浓度56.8%，并将反应势垒降至0.25 eV。该技术具有优异的稳定性和工程适用性，连续运行12小时后性能无衰减，为分散式水处理与氮资源循环提供了高效新范式。
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