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混合催化劑在農業(生產氮肥)中的應用!
來源: 時間:2023-10-23 16:04:41 瀏覽:2214次

第一作者:Yuting Luo

通訊作者:Edward H. Sargent院士、Jennifer B. Dunn教授

通訊單位:加拿大多倫多大學、美國西北大學

DOI:10.1038/s41929-023-01020-4



研究背景



在合成氮肥過程中,需要耗費大量能源和排放CO2,并產生含硝酸鹽的徑流。為減少CO2排放,降低碳化工業的排放量成為首要任務,其中充分利用可再生電力來驅動化學過程是巨大的機遇。基于此,加拿大多倫多大學Edward H. Sargent院士和美國西北大學Jennifer B. Dunn教授等人報道了利用電氣化合成法生產肥料尿素既能脫氮廢水,又能實現低碳尿素生產。該工藝包括使用Zn和Cu混合催化劑轉化CO2和廢氮,可減少水處理設施的碳足跡并提供潛在的收入來源,從而使其受益。



文章要點



1、本研究報道了一種使用混合催化劑提高尿素選擇性的策略:兩類位點通過中繼催化機制,獨立穩定尿素形成所需的關鍵中間體*CO2NO2和*COOHNH2

2、在廢水中硝酸鹽濃度為1000 ppm NO3?[N]的情況下,Zn/Cu催化劑實現了75%的法拉第效率(FE),尿素產率為16? μmol h?1 cm?2

3、此外,在電化學路線中,每公斤尿素的溫室氣體排放量為0.28?千克CO2當量,而當前路線的溫室氣體排放量為每公斤1.8?千克?CO2當量。



圖文展示



圖1.氮循環及其能量學

圖2.單組分和混合催化劑的篩選

圖3. Zn/Cu混合催化劑對C-N偶聯的轉向選擇性

圖4.機理研究

圖5.合成尿素的3D混合催化劑

圖6.生命周期評估

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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