氮掺杂碳阴极

无金属电芬顿降解

该阴极通过调控氮物种和空位实现H2O2的原位高效生成与利用，用于降解磺胺二甲嘧啶。

Dongdong, Liu · Chen, Dengqian · Jiang, Lipeng · Hao, Zhengkai · Bowen, Deng · 陈丽梅 · Jia, Boyin · Sun, Yunyun · Xin, Liu · 刘慧涛 · Dongdong, Liu

Chemical Engineering Journal 2024

参数信息

H2O2选择性

94.3 %

H2O2产率

44.6 mg·L⁻¹

磺胺二甲嘧啶降解时间

60 min

技术优势

不会溶出金属

阴极完全由碳基材料构成，从根源上避免了金属催化剂溶出造成的二次污染问题。

H2O2产率高

在NAC-1100/GF阴极上H2O2产率达到44.6 mg·L⁻¹，为后续污染物降解提供充足氧化剂。

降解快且彻底

50 mg·L⁻¹的磺胺二甲嘧啶在60分钟内被完全降解，显示该体系对目标污染物具有高效去除能力。

污染物降解反应集中

阴极附近通过氮物种分别吸附污染物和H2O2，形成受控反应区，减少氧化剂无效消耗。

应用场景

• 电化学水处理：用于去除水中抗生素类污染物，且无金属溶出风险。
• 电催化氧化：通过阴极原位生成H2O2并催化产生·OH和¹O2，氧化降解污染物。
• 碳基催化材料：以活性炭修饰石墨毡为基底，提供高活性催化表面。
• 氮掺杂碳材料：通过氮物种和空位调控电子结构，提高2e⁻-ORR活性和选择性。