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我院先进能源转化材料与器件研究团队在国际期刊《Energy & Environmental Science》上发表研究成果
发布时间:2025-04-24     作者:     浏览量:   分享到:

   近日,我院先进能源转化材料与器件研究团队在国际著名学术期刊《能源与环境科学》(Energy & Environmental Science)在线发表了以“Dual strain regulated RhNiAu trimetallene for efficient plasmonic promoted acidic nitrate electroreduction”(双应变调控的RhNiAu三金属烯用于酸性条件下等离子体增强的高效硝酸盐电还原)为题的研究论文。

   人类活动,尤其是农业中氮肥的过度施用和工业含氮废水的大量排放,导致全球地下水硝酸盐污染加剧,并引发了严重的水体富营养化。硝酸盐电还原技术可将硝酸盐污染物高效转化为高价值的氨产物,兼具污染治理与资源再生优势,且能与可再生能源系统高效协同,为硝酸盐污染处理提供环境友好且经济可行的可持续方案。然而,在工业废水的强酸性环境中,该技术仍受限于缓慢的硝酸盐还原动力学与竞争性析氢反应导致的低氨法拉第效率以及催化剂活性位点的快速溶解失活等核心科学问题。为此,陈煜教授课题组在原子厚度二维纳米材料(Appl. Catal. B: Environ. Energy 2025, 366, 125041; Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202421266; Sci. China Chem. 2025, DOI:10.1007/s11426-024-2330-y; Sci. China Chem. 2025, 68, 951; Chin. J. Catal. 2025, 69, 241)和铑基电催化剂(Carbon Energy 2025, 7, e70020; EnergyChem 2025, 7, 100148; Sci. China Chem. 2025, DOI:10.1007/s11426-025-2721-0)合成的前期研究基础上,设计并成功合成了锚定Au纳米晶的双应变调控RhNiAu三金属烯用于酸性硝酸盐电还原产氨。该催化剂能在酸性环境下有效抑制竞争性析氢反应,从而展现出优异的氨法拉第效率、产率及稳定性(超120小时),并且成功构建出一种等离子体增强的锌-硝酸盐电池,其输出电压和功率密度均显著优于同类器件。该工作凸显了应变效应和等离子体增强策略在调控二维纳米材料催化性能方面的优势,为推进环境保护和绿色电化学合成技术提供了新思路。

图 RhNiAu三金属烯组分及结构表征

   文章第一作者为我院硕士生仲伟,我院艾轩博士和陈煜教授、华中科技大学夏宝玉教授、西安交通大学李富民研究员为共同通讯作者,我校为第一署名单位。该成果获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费、陕西师范大学研究生领航人才、陕西省科技创新团队和陕西省三秦学者研究团队等项目的支持。

       论文链接:https://doi.org/10.1039/D5EE00788G

撰稿:艾轩 审核:刘治科  董芬芬


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