富氰基氮化碳光催化剂

定向电子转移

通过氰基与硝酸还原酶的特异性电子转移，将反硝化产物从惰性氮气切换为可利用的亚硝酸盐，实现氮的选择性转化。

Bian, Jiyong · 安晓强 · 赵靖 · Liao, Yang · 刘锐平 · 胡承志 · Jie-Jie, Chen · 刘会娟 · 曲久辉

Angewandte Chemie - International Edition 2024

具体参数

亚硝酸盐选择性

{'zh': '95.3', 'en': '95.3'} %

总氮去除效率

{'zh': '96.5', 'en': '96.5'} %

氨生成速率

{'zh': '12.6', 'en': '12.6'} mg NH4+-N L-1 h-1

技术优势

选择性高达95.3%

边缘-C≡N基团与硝酸还原酶之间的定向电子转移避免了亚硝酸盐被进一步还原，从而获得高选择性。

总氮去除效率翻倍

生成的亚硝酸盐可被厌氧氨氧化和DNRA微生物进一步利用，使生物脱氮总氮去除效率达到96.5±2.3%，较常规提高一倍。

氨生成速率高

与DNRA微生物耦合，氨生成速率达12.6 mg NH4+-N L-1 h-1。

应用场景

• 光催化氮转化：利用定向电子转移调控反硝化路径，选择性生产亚硝酸盐。
• 生物脱氮：提供高选择性亚硝酸盐，耦合厌氧氨氧化实现高效脱氮。
• 氨燃料生产：耦合DNRA微生物将硝酸盐转化为氨，用于燃料生产。