https://www.nature.com/articles/s41929-024-01277-3摘要:近日,河南大学时新建教授等人开发了一种新型电化学技术,能够将尿液中的尿素转化为高纯度的固体过氧化尿素(percarbamide),为城市废水处理提供了一种经济且环保的解决方案。
近日,河南大学时新建教授等人开发了一种新型电化学技术,能够将尿液中的尿素转化为高纯度的固体过氧化尿素(percarbamide),为城市废水处理提供了一种经济且环保的解决方案。
时新建教授课题组主页链接:https://www.pecatshi.com
尿液是城市废水的主要组成部分之一,但其潜在价值尚未得到充分开发。传统的尿液处理方法能耗高,且难以有效回收尿液中的尿素。尿素是尿液中的主要氮源,现有的尿素提取方法要么分离效率低,要么市场价值不高。因此,开发一种能够从尿液中高效提取尿素并生成高附加值产品的方法,对于实现经济可行的尿液处理至关重要。
研究结果:研究团队设计了一种原位电化学技术,利用经过优化的石墨碳基催化剂,在温和条件下将尿液中的尿素转化为过氧化尿素。该技术通过精确控制温度和尿素浓度,优化了催化性能,并实现了尿液中过氧化尿素的近100%纯度沉淀。研究还通过密度泛函理论(DFT)验证了催化剂的活性位点和结构优化,并通过实验验证了催化剂的合成和表征。
研究结果表明,该电化学技术能够在尿液中高效生成过氧化尿素,且生成的过氧化尿素具有广泛的应用潜力,如环境水处理、消毒、能源存储和作物生长等。该方法不仅实现了尿液的资源化利用,还为大规模尿液处理提供了一种可持续的解决方案。经济分析显示,该技术具有较高的商业可行性,能够在城市和农场模型中实现盈利。
来源:科学园地
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