用于在中性介质中电催化还原为氨的非晶镀铜结晶钴纳米线

硝酸盐（NO₃⁻）是一种由工业和农业活动产生的有害水污染物，不仅破坏水生生态系统氮循环，还威胁人类健康。而氨（NH₃）作为最重要的含氮化学品之一，被广泛应用于工业和农业领域，在此背景下，硝酸盐直接电催化还原（NO₃⁻RR）为NH是一种将NO₃⁻转化为高价值NH₃的有效策略，但现有催化剂面临着活性、选择性、稳定性等挑战。

近日，我院刘玉敬老师与长沙理工大学张怡琼团队韦建龙合作，成功制备了一种非晶铜包覆晶态钴纳米线（c-Co@a-Cu）催化剂，用于硝酸盐电还原。在中性介质中，该催化剂在−0.6Vvs RHE条件下实现了4.63 mg h⁻¹cm⁻²的高NH₃产率和99.6%的法拉第效率，性能优于其晶态对照催化剂。实验结果与理论计算表明，非晶铜物种包覆在钴纳米线表面，通过Co-Cu相互作用协同增强了NO₃⁻的吸附。这一特性降低了*NO₃形成*NO₃H的能垒，同时提供了丰富的活性氢（*H），最终加速了NO₃⁻向NH₃的转化过程。该工作为硝酸盐还原催化剂的设计与应用提供了新思路。

该研究以“Amorphous Copper-Coated Crystalline Cobalt Nanowire for Electrocatalytic Nitrate Reduction to Ammonia in Neutral Medium”为题在《Advanced Functional Materials》期刊发表。我院刘玉敬老师与长沙理工大学韦建龙为共同第一作者，我院在等离子聚焦离子束（P-FIB）和透射电子显微镜（TEM）表征方面为硝酸盐（NO₃⁻）催化转化过程研究提供了重要支撑。

原文链接：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202513566