Coupling post-modification with reconstruction over Co-based metal–organic frameworks for electrochemical collective value-added recycling of nitrate and sulfion in wastewater

文献情報

出版日 2023-10-24
DOI 10.1039/D3TA04629J
インパクトファクター 12.732
著者

Tianlun Ren, Huizhen Wang, Shan Xu, Hongjie Yu, Kai Deng, Ziqiang Wang, Hongjing Wang, Liang Wang, You Xu


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要旨

Integrating electrochemical nitrate reduction to ammonia (NRA) and the sulfion oxidation reaction (SOR) to construct a coupled electrolysis system is expected to realize the collective value-added recycling of nitrate and sulfion wastes. In this study, we developed a dimethylamineborane (DMAB)-involved post-modification strategy to convert pre-synthesized Co-MOF/NF into DMAB–Co-MOF/NF, which could serve as a bifunctional precatalyst and in situ reconstructed into heterogeneous CoOOH/Co(OH)2/NF (for NRA) and amorphous B–Co–S/NF (for SOR) as active phases under electrocatalytic conditions, respectively. With demonstrated excellent nitrate-to-ammonia activity over the reconstructed CoOOH/Co(OH)2/NF (NH3 yield rate: 0.238 mmol h−1 cm−2 and NH3 faradaic efficiency: 94.16%) and enhanced sulfion recycling capability over the reconstructed B–Co–S/NF (100 mA cm−2 of the SOR@0.268 V vs. the reversible hydrogen electrode), coupling NRA to the SOR based on these two electrocatalysts could realize energy-efficient collective value-added recycling of nitrate and sulfion into ammonia and sulfur (50 mA cm−2@1.062 V cell voltage).

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掲載誌

Journal of Materials Chemistry A

Journal of Materials Chemistry A
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