New insight into electrochemical denitrification using a self-organized nanoporous VO-Co3O4/Co cathode: Plasma-assistant oxygen vacancies catalyzed efficient nitrate reduction

纳米孔 催化作用 阴极 氧化钴 电化学 无机化学 阳极氧化 氧化还原 反硝化 氧气 材料科学 氧化物 化学 化学工程 纳米技术 电极 物理化学 复合材料 冶金 有机化学 氮气 工程类 生物化学
作者
Yiwen Chen,Junguo He,Heliang Pang,Peigen Jiang,Fangshu Qu,Dehai Yu,Jie Zhang
出处
期刊:Science of The Total Environment [Elsevier BV]
卷期号:850: 157845-157845 被引量:17
标识
DOI:10.1016/j.scitotenv.2022.157845
摘要

A novel self-organized nanoporous VO-Co3O4/Co cathode was prepared via anodization and plasma treatment and obtained a significant nitrate reduction efficiency. In the anodization, an oxide layer with the nano-sized pore structure initially grew in-situ on the Co substrate and showed a better surface area. Subsequently, He-plasma increased surface oxygen vacancies (VO) from 24 % to 57 %. Electrons in vacancies were charged into empty eg orbital of low-spin Co3+(Oh, octahedral) and firstly generated high-spin Co2+(Oh) with the configuration of t2g6eg1, accounting for 71.7 % of cobalt species. Accordingly, two original mechanisms (Vo-catalyzed and Co2+(Oh)-catalyzed) were concluded in this study. Oxygen vacancies increased the charge intensity and served as absorption sites in nitrate reduction. Meanwhile, massive Co2+(Oh) provided electrons in the eg orbital with a higher energy state and mediated the faster electron transfer through a Co2+-Co3+-Co2+ redox cycle, compared with Co2+ (Td, tetrahedral). Ultimately, a faster reaction kinetic of 0.0220 min-1 was achieved by VO-Co3O4 than other cathodes e.g., Co3O4 (0.0150 min-1). Such VO-Co3O4/Co cathode-based denitrification strategy displayed great advantages in engineering application and completely removed 90 % of TN from actual wastewater.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
端庄的寄风完成签到,获得积分10
刚刚
Ava应助拖拉机采纳,获得10
1秒前
1秒前
Sophist发布了新的文献求助10
2秒前
lucky发布了新的文献求助10
2秒前
huoyunli发布了新的文献求助10
3秒前
han发布了新的文献求助10
3秒前
Balance Man发布了新的文献求助10
4秒前
Ava应助文艺点点采纳,获得10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
AKA蜻蜓队长完成签到,获得积分10
5秒前
二丙完成签到 ,获得积分10
5秒前
Qing发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
111完成签到,获得积分10
9秒前
夢loey完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
桐桐应助Sophist采纳,获得10
10秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
10秒前
HA123完成签到,获得积分20
10秒前
珂珂完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
打打应助海光采纳,获得10
12秒前
拖拉机发布了新的文献求助10
12秒前
侠女发布了新的文献求助10
12秒前
achenghn发布了新的文献求助10
12秒前
彭于晏应助传统的如霜采纳,获得10
12秒前
lin.xy完成签到,获得积分10
12秒前
111发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
HA123发布了新的文献求助10
13秒前
留胡子的以蓝完成签到 ,获得积分10
14秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
Statistical Methods for the Social Sciences, Global Edition, 6th edition 600
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
The Insulin Resistance Epidemic: Uncovering the Root Cause of Chronic Disease  500
Walter Gilbert: Selected Works 500
An Annotated Checklist of Dinosaur Species by Continent 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3663010
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3223738
关于积分的说明 9753126
捐赠科研通 2933645
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1606294
邀请新用户注册赠送积分活动 758404
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 734792