哈工大全媒体（刘培香 谢梁晖文/图）日前，深圳校区理学院何思斯、周佳课题组在硝酸盐电催化转化范畴获得突破性效果，相关效果以《具有梯度结构RuCo电催化剂用于将低浓度硝酸盐在安培级电流密度下电复原组成氨》（Gradient-concentration RuCo electrocatalyst for efficient and stable electroreduction of nitrate into ammonia）为题，发表于《天然通讯》（Nature Communications），并被期刊编辑部选为“催化”（Catalysis）范畴50篇亮点文章之一。该项研讨规划了一种废水中使用及高效转化硝酸盐为氨的高效电催化剂，为废污水处理和低碳动力出产供给了新途径。

  电催化硝酸盐复原制氨（NRA）被认为是低成本可继续的氨能获取方法，它能够将废水中的硝酸盐转换为抱负的清洁动力氨的技能道路，既减少了环境污染，也为可继续氨出产节省了动力。但氮基肥料和日子废物污水排放发生的受污染的地下水中的硝酸盐源首要以低浓度（≤10 mM）为主，而现在大多数已报导的催化剂在高浓度（100 mM）硝酸盐复原下来测验表现出高法拉第功率和氨收率，这是因为作业电极邻近硝酸根离子的搬迁受限以及存在竞争性析氢反响。因而，低浓度硝酸盐高效电复原仍然是学术界面对的首要应战。

  为进步NRA反响的催化功能，研讨团队提出了一种梯度浓度结构规划组成的钴基催化剂来优化NRA进程的战略。这种梯度结构的钌钴电催化剂在典型工业废水（2000 ppm）的低硝酸盐浓度下表现出超高的NRA催化功能——超越93%的氨气出产法拉第功率和1.0 A/cm2的工业级氨气电流密度，一起安稳作业时长可达720小时。结合原位谱学表征和理论核算提醒了该催化剂的NRA反响机理。拼装的膜电极器材能够在高电流密度下安稳作业超越100小时，证明了该NRA催化剂的实践工业潜力。

  研讨团队经过阳离子交换法完结了在钴基电催化剂的外表到内部钌梯度浓度下降的结构（如图1所示），这种掺杂战略减少了贵金属钌的掺杂，确保了主体的钴晶体结构（金属钴和NO3-能够自发反响生成高价钴和NO2-），一起使催化剂的外表有满足的钌来为后续反响供给满足多的活性氢（促进高价钴向金属钴的复原以及促进NO2-到NH3的质子化进程）。

  哈工大深圳校区为论文榜首完结单位和通讯单位，理学院博士研讨生陈昕鸿为论文榜首作者，理学院何思斯教授和周佳副教授为一起通讯作者。

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