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新型催化剂可以清除饮用水中的有毒硝酸盐

时间:2023-01-27 15:35:10 来源:

科学家们开发了一种新的催化剂,通过将饮用水中的有毒硝酸盐转化为空气和水来清除它们。美国莱斯大学的Michael Wong说: “硝酸盐主要来自农业径流,影响着世界各地的农业社区。”

“硝酸盐既是环境问题,也是健康问题,因为它们是有毒的,” 在ACS催化杂志上的研究的首席科学家Wong说。Wong说: “有离子交换过滤器可以将它们从水中去除,但需要每隔几个月冲洗一次才能重复使用,当这种情况发生时,冲洗后的水只会将浓缩剂量的硝酸盐返回到供水系统中。”

研究人员早些时候表明,点缀着钯斑点的微小金球可以分解亚硝酸盐,亚硝酸盐是硝酸盐的毒性更大的化学表亲。“硝酸盐是具有一个氮原子和三个氧原子的分子,” Wong说。“如果硝酸盐失去氧气,它们会变成亚硝酸盐,但是亚硝酸盐的毒性甚至比硝酸盐更大,所以你不想停止亚硝酸盐。此外,硝酸盐是更普遍的问题,”他说。

他说: “最终,去除硝酸盐的最佳方法是催化过程,将它们完全分解成氮气和氧气,或者在我们的情况下,因为我们添加了少量氢气,所以可以将其分解成氮气和水。”Wong补充说: “地球大气层的75% 以上是气态氮,因此我们实际上正在将硝酸盐转化为空气和水。”

硝酸盐对婴儿和孕妇有毒,也可能致癌。硝酸盐污染在大量使用化肥的农业社区中很常见,一些研究表明,由于土地利用方式的变化,硝酸盐污染正在上升。从他们以前的工作中,Wong的团队知道金钯纳米颗粒不是分解硝酸盐的好催化剂。

Wong实验室的研究科学家Kim Heck说: “我们发现,铟覆盖了钯球体约40% 的表面,这给了我们最活跃的催化剂。”赫克说: “它的效率比我们在之前发表的研究中发现的其他任何东西都高出约50%。”研究人员发现,铟加速了硝酸盐的分解,而钯显然阻止了铟被永久氧化。

Wong说,他的团队将与工业合作伙伴和其他研究人员合作,将该过程转变为商业上可行的水处理系统。

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