FCF-LDH/BiVO₄光电极

硝酸盐制氨法拉第效率66.1%

Fe²⁺Cu²⁺Fe³⁺层状双氢氧化物与BiVO₄复合，借助化学吸附与物理富集协同作用，实现对NO₃⁻的高效吸附活化与还原。

Bai, Yajie · Fang, Zhenyuan · Lei, Yong · Lijing, Liu · Zhao, Huaiquan · 白红叶 · 范伟强 · 施伟东

Green Energy and Environment 2023

参数信息

NH₃法拉第效率

66.1 %

NH₃产率

13.8 μg h⁻¹ cm⁻²

NO₂⁻法拉第效率

2.5 %

NO₂⁻产率

4.9 μg h⁻¹ cm⁻²

技术优势

吸附能力强

Fe²⁺提供丰富的路易斯酸位点用于吸附NO₃⁻，LDH层间距进一步促进NO₃⁻在内部的物理富集，实现NO₃⁻与活性位点的有效接触。

产氨性能好

在0.5 M Na₂SO₄电解液中，NH₃法拉第效率达66.1%，NH₃产率13.8 μg h⁻¹ cm⁻²，同时NO₂⁻法拉第效率仅2.5%，实现了高效高选择性。

循环稳定性好

在六次循环实验中保持理想的PEC稳定性，表明催化剂具有实际应用潜力。

应用场景

• 电催化合成氨：用硝酸盐替代氮气作为氮源，在温和条件下实现高效电催化合成氨。
• 光电催化还原：利用光能与电能协同驱动硝酸盐还原，提高反应效率与选择性。
• 水处理催化剂：将地下水中的硝酸盐污染物转化为氨，实现同步去除与资源化。
• 氮循环电化学：促进氮循环中硝酸盐还原为氨的步骤，推动人工固氮与氮循环调控。