SCMs|变废为宝：Co3O4纳米阵列膜电极电催化处理难降废水耦合制氢
传统电化学高级氧化技术存在有机物降解效率不高、能耗大的弊端，并且平板式电极表面存在滞止边界层，严重限制了传质过程。
近日，北京大学马丁教授、天津科技大学尹镇教授和天津工业大学李建新等人在Science China Materials发表研究论文，通过水热法将一维Co3O4纳米针阵列原位负载于金属钛膜电极上，同时实现了难降解废水的处理和纯氢的电催化制备，大大提高了制氢效率。
本文要点：
1) 首先通过水热方法将一维Co3O4纳米针状阵列结构原位负载于金属钛膜电极，低压电场下，实现难降解有机物的去除，其中对于苯酚的去除率可达≥99%，化学需氧量（COD）和总有机碳（TOC）去除率分别为99.5 % 和92.5 %，电流效率为88.7%，能耗仅为 0.061 kW h (kg COD)−1。
2) Co3O4纳米针的阵列式膜电极可以提供更多的CoOOH活性位，增强电场强度，而且其穿透式流体模式导致强化对流，可以明显地改善电催化反应过程的传质，因而提高膜电极的催化效率，降低能耗。
3) 最后设计了H型电催化膜反应器，耦合阴极的析氢反应，降解有机物的同时制备纯氢，极大地提高了电极和膜反应器的效率。
这项工作有助于激励电化学过程、模块化分散水处理系统的进一步发展，并为未来与可再生能源生产并行的污水处理技术的进步指明了方向。
文章信息
Yin, Z., Zhang, K., Ma, N., et al. Catalytic membrane electrode with Co3O4 nanoarrays for simultaneous recovery of water and generation of hydrogen from wastewater. Sci. China Mater. (2022).
https://doi.org/10.1007/s40843-022-2168-y
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