新方法净化废水同时制氨

2024-08-26

新一期《自然·催化》发表的一篇论文，科学家报告了一种电化学方法，能将含硝酸盐的废水转化成氨和净化水。

氨是世界上产量最大的化学品之一，其作为化肥等物质的全球年需求量达到1.8亿吨。由于其生产过程依赖于高温高压条件以及大量使用氢气作为原料，氨的生产每年贡献全球1.4%的CO2排放，消耗2%的全球能源。同时，农业和工业生产过程中的硝酸盐流失可能会污染水资源。

现有电化学装置生产的氨溶液与支持电解质（盐）混合后，必须浓缩到高浓度，然后再进行分离以获取氨产品。美国莱斯大学团队设计了一种三腔的电化学装置，能将废水转化成氨和净化水。将废水加入装置，流经多孔的固态电解质层，使硝酸盐溶液转化成水和氨气。硝酸盐污染物被从水中去除，同时产生氨气，无需进一步净化。这个过程很有效，而且在工业废水的常见硝酸盐浓度，即2000ppm（1ppm为百万分之一）下就能产生净化水和氨气，而无需额外的支持电解质。

研究团队总结说，这种装置能实现更为环境友好的氨生产方式，同时有助于废水处理。但他们还提到，这些成果基于实验室设置，未来的研究需要评估这种装置在实际应用中的适用性。（科技日报）