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环境保护与循环经济
盐体系的核心部分， 是电催化反硝化研究的关键 。 不同阴极材料的导电性 、 电催化活性 、 稳定性和耐 腐蚀性各不相同，电催化反硝化的最后产物组成 很大程度上取决于阴极材料本身 。 2．1
非金属电极
NO3-
H- poisoning - 0.6 V - 0.9 V - 1.1 V - 1.3 V - 1.5 V
中图分类号： X703 文献标识码： A 文章编号： 1674－1021 （2016 ） 1工业废水的
不合理排放，水体中硝酸盐污染已成为全球性的 环境污染问题［1］。 近 20 年来， 我国化肥的亩使用 量已经超过世界平均亩使用量的一倍多［2］。 水利 部公开的 2016 年 1 月 《地下水动态月报》 显示， 全 国地下水普遍 “ 水质较差 ” ， 超八成地下水遭受污 染威胁， 主要污染指标中 “ 三氮 ” 污染情况较重［3］。 受硝酸盐污染后的地下水会直接或间接地危害人 体健康， 硝酸盐本身毒性很低， 进入人体之后可被 还原为亚硝酸盐， 毒性大大增强， 还可形成化学稳 定性强 、 致癌和致突变的化合物［4］。 世界各国对饮 用水中硝酸盐含量规定了限值， 以 N 计， 世界卫生 组织规定不超过 11 mg / L［5］， 我国饮用水卫生标准 规定低于 10 mg / L［6］。 硝酸根在溶液中与一般的金 属离子不能形成难溶的沉淀，难以通过化学沉淀
2
4eNH2OH - NH3 2e 4e-
H2 HNHH
2
阴极材料研究进展
电催化阴极作为电催化反硝化还原水中硝酸
收稿日期： 2016－11－20； 修订日期： 2016-12-25。 作者简介： 李丹， 女， 1991 年生， 硕士研究生在读， 主要从事环境保护相关研究。 基金项目 ：辽宁环境科研教育 “123 工程” （CEPF2014- 123- 2- 4 ） 。
NO2- 6e-
ads
NO3-ods
des
NO2-ods 2e-
非金属电极因其具有高熔点 、 高硬度 、 高耐磨 性和良好的耐腐蚀性等优势，以及类似金属的性 质［11］， 受到研究者的广泛关注， 被用作电催化反硝 化的阴极材料 。Dash 等［12］采用石墨作为电催化电 研究发现在电 极材料， 用于处理地下水中 NO3－N ， 流密度为 140 mA / cm 的条件下电解 300 mL 的硝
The nitrate can be converted to harmless nitrogen returned to the atmosphere． The electrocatalytic denitrification is a promising alternative to biological denitrification for the removal of nitrate from polluted water． The research progress of the electrocatalytic denitrification technology was discussed． The electrocatalytic cathodes and the influences of electrocatalytic denitrification technology were stated． The difficulties in the large scale application of the electro－ catalytic denitrification technology were suggested． The noteworthy direction of electrocatalytic denitrification tech－ nology and the application of eletrocatalytic cathode were prospected． Key words： electrocatalytic denitrification； cathode； nitrate
等技术去除，近年来很多研究者试图将硝酸盐转 化为无害的氮气而去除 。 目前硝酸盐的主要脱除 技术有生物反硝化法 、 物理法 、 化学还原脱氮法， ［7-9］ 但这些方法由于自身的局限性 ， 难以达到环境 保护的要求 。电催化反硝化利用电子作为还原剂， 结合催化剂， 选择性地将 NO3－还原成 N2。 其反应器 简单， 自动化程度高， 反应具有选择性和安全性， 无需外加还原剂， 不引用其他化学试剂， 避免造成 二次污染， 被称为 “ 环境友好 ” 型水处理技术［10］， 近 年来国内外很多研究者利用电催化阴极电催化反 硝化处理水中硝酸盐，目前电催化反硝化存在 3 个基本问题： （1） 反应机理和动力学研究； （2） 反应 产物中 N2 的选择性； （3）电解条件 对 催 化活性和 选择性的重要影响 。
应用技术
Applied Technology
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电催化反硝化处理水中硝酸盐的研究进展
李丹 梁吉艳 崔丽 黄开拓 高陆璐
（沈阳工业大学， 辽宁沈阳 110870 ）
摘 要： 地下水等水体中硝酸盐含量不断增加， 对人类健康造成了严重威胁。电催化反硝化可将硝酸盐转化为无害的氮气 返回到大气中， 是一种很有前途的替代生物反硝化去除水中硝酸盐的方法。 综述了电催化反硝化技术的研究进展， 阐述了电催化 阴极材料和电催化反硝化影响因素两个方面的内容， 提出了电催化反硝化技术在实现大规模应用过程中遇到的瓶颈， 展望了今 后电催化反硝化技术研究值得关注的方向。 关键词： 电催化反硝化； 阴极材料； 硝酸盐 Abstract：Levels of nitrate in groundwater and other water bodies are increasing ，with seriously health－threatening．