电催化技术在净水领域有着广阔的应用前景。然而，由于电催化剂的活性面积低、不可控性强等缺点，电催化技术在水净化领域的应用受到一定限制。
近日，哈工大尤世界教授，苏黎世联邦理工学院Raffaele Mezzenga报道了通过淀粉样纤维（AFs）将Pd纳米颗粒固定在基底电极表面，开发了一种新型生物模板阴极，用于废水和饮用水中污染物的电还原。
文章要点
1）AFs独特的三维（3D）结构和多官能团导致形成了直径约为5 nm的高密度Pd纳米颗粒，在将Cr6+和4-chlorophenol（4-CP）分别转化为Cr3+和苯酚的过程中表现出优异的电还原性能。通过对自来水系统污染物的脱毒实验，进一步验证了AFs-Pd阴极在流通式反应器中的电还原性能。其独特的还原性能源于新型阴极对H*的有效稳定。与以往的研究相比，这项研究实现了优异的、通用性强的电还原性能。
2）CP-AFs-Pd体系完全还原Cr6+和4-CP的能耗分别为0.12 kWh m-3和0.11 kWh m-3，而TiSO-REM-AFs-Pd体系完全还原TCAA的能耗为0.05 kWh m-3。这些数值比通常报道的高级氧化/还原工艺的数值要低得多。更重要的是，可以从乳清蛋白中可以很容易地获得AFs，突出了阴极材料的可负担性，并显著降低了电还原过程的总成本。因此，该技术对于解决水净化中去除难降解污染物的紧迫问题具有重要价值。
参考文献
Jie Teng, et al, Amyloid-Templated Palladium Nanoparticles for Water Purification by Electroreduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202116634
https://doi.org/10.1002/anie.202116634
