2021年蜂窝活性炭厂家使用铁氰化铜(CuHCF)电极从含甲醇的工业废水中分离和回收铵

　　2021年蜂窝活性炭厂家使用铁氰化铜(CuHCF)电极从含甲醇的工业废水中分离和回收铵

　　2021年蜂窝活性炭生产厂家使用铁氰化铜(CuHCF)电极从含甲醇的工业废水中分离和回收铵。由于普鲁士蓝晶体结构，铁氰化铜(CuHCF)能可逆地插入水性电解质中的碱金属阳离子。本研究利用此特性在电化学电池内制备碳基插层电极，可以通过插入/再生从废水中回收NH4+，同时保留有机物。

　　在第一阶段中，以创建稳定的电极基质对不同的粘合剂进行了评估，其中羧甲基纤维素钠的性能最佳。

　　随后，基于伏安法，我们确定了用于去除NH4+的插层电势为+0.3 V，电极的再生电势为+1.1 V(vs. Ag / AgCl)。使用CuHCF电极，以0.34±0.01 Wh g-1 NH4+的能量输入去除了包含56 mM NH4+和68 mM甲醇的合成废水中的95%NH4+。

　　在实际的工业废水中获得了93%的去除率，能量输入为0.40±0.01 Wh g-1 NH4+。通过开路电势监测(61 h)或循环伏安法(50 h，116个循环)评估CuHCF电极的稳定性。在合成和实际废水中，经过125个循环后，CuHCF电极的电荷密度分别下降了17%和19%。

　　亮点

　　含有有机物的实际废水中的NH4+插入CuHCF电极中。

　　在+ 0.3 V时达到92.9±0.1%的NH4+去除率(vs. Ag / AgCl)。

　　在+ 1.1 V下实现了88.9±0.4%的NH4+再生(vs. Ag / AgCl)。

　　背景介绍

　　现有回收氨氮(NH4+-N)的技术需要高昂的能源和运营成本。因此，需要一种有效且经济的方法以从废水中去除和回收铵。本研究使用包含铁氰化铜(CuHCF)插层电极的新型电化学电池(EC)从含甲醇的废水中去除和回收铵。

　　本研究的目的是评估在一定电势下从特定含甲醇的工业废水中插入/再生NH4+时CuHCF电极的性能和稳定性。我们最初评估了两种粘合剂对组装CuHCF电极的适用性，并研究了电势对合成废水中NH4+去除效率的影响以建立电势窗口。

　　在确定最佳结合剂和电势后，对合成和实际工业废水进行了NH4+去除测试。通过不同的电流密度和功能性涂层材料随时间的溶解来检查电极的稳定性和循环寿命。

　　图文导读

　　对三种使用不同粘合剂的电极浆料进行CV分析，在浸入试验之前，得到的中点电势相似，表明粘合剂类型对氧化或还原反应无影响。但是与其他两种浆液相比，浆液C的氧化还原峰值电流密度相对高得多，这表明CMC粘结剂的性能比PEDOT:PSS更稳定。因此，选择了CMC粘合剂(浆料C)进行进一步的实验。

　　使用合成废水和实际废水进行的测试都显示出相似的循环趋势，表明实际废水中的NH4+去除与合成废水相似，实际废水中的物质不会显着影响电极的性能。

　　在3电极系统中，在62小时内用1 mmol L-1的NH4NO3进行CV分析，进一步评估了CuHCF电极的稳定性。进行了一系列包含重复插入和再生循环的CV。在此期间，阳极和阴极电势峰分别在48 h处微移至更大的正电势和负电势，然后保持至51 h，此时导电材料从电极上剥离。最后，在62 h后的CV分别显示出阳极和阴极电流峰值分别为0.63V和0.93V(vs. Ag/AgCl)。

　　总结与展望

　　尽管到目前为止的结果证明了这种CuHCF电极用于氨回收的可行性，但仍需要进一步的研究来提高电极的稳定性。具有长期稳定性的电极将进一步研究插入和再生潜力，以提高稳定性，而不一定旨在最大化插入/再生能力。另外，仍然需要确定一种最佳的粘合剂，以适应循环测试期间CuHCF的体积变化。

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