近期，我校環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院（碳中和科學(xué)與技術(shù)學(xué)院）朱云慶副教授團隊在電催化硝酸鹽還原領(lǐng)域取得多項研究成果，在國內(nèi)外權(quán)威期刊Environmental Science & Technology (IF: 11.4)、Journal of Colloid and Interface Science (IF: 9.9)和《中國科學(xué)：化學(xué)》上發(fā)表高水平論文。

【成果1】構(gòu)建“零”極距電化學(xué)反應(yīng)器實現(xiàn)選擇性電催化硝酸鹽還原

將硝酸鹽（NO₃^-）電化學(xué)轉(zhuǎn)化為無害的N₂是關(guān)閉人為氮循環(huán)的可行且環(huán)保的途徑。然而，動力學(xué)緩慢和N₂ 選擇性低以及對反應(yīng)器構(gòu)型缺乏研究阻礙了該技術(shù)的發(fā)展。為此，通過構(gòu)建流通式零間距電化學(xué)反應(yīng)器實現(xiàn)了高效的、選擇性電催化硝酸鹽還原過程，避免了傳統(tǒng)電化學(xué)還原過程中氯化副產(chǎn)物的形成?；趯嶒灐⒃槐碚骱屠碚撚嬎?，揭示了Cu(OH)₂納米電極表面原位重建產(chǎn)生新的活性相Cu/Cu₂O，闡明了零間距電化學(xué)反應(yīng)器中N₂選擇性的增強機制，且本工作構(gòu)建的電催化系統(tǒng)在實際廢水中去除NO₃^-具有良好的環(huán)境效應(yīng)、經(jīng)濟效益和長期穩(wěn)定性。本研究結(jié)果為自支撐納米電極和新型微反應(yīng)器在水凈化和污染物修復(fù)中的環(huán)境應(yīng)用提供了新見解。該成果發(fā)表于環(huán)境領(lǐng)域頂級期刊、自然指數(shù)期刊Environmental Science & Technology，周建軍博士為第一作者，陜西科技大學(xué)為第一通訊單位。

【成果2】調(diào)控Ni金屬活性中心的微環(huán)境實現(xiàn)電催化硝酸鹽還原制氨

開發(fā)高效穩(wěn)定的電催化劑是實現(xiàn)硝酸鹽污染水體電化學(xué)脫氮的關(guān)鍵，對緩解人為造成的自然界氮循環(huán)失衡具有重要的環(huán)境意義。揭示電催化反應(yīng)過程中催化材料結(jié)構(gòu)-性能的構(gòu)效關(guān)系，對于設(shè)計和制備高效電催化劑具有重要指導(dǎo)意義。朱云慶副教授等通過實驗和理論模擬探究了電催化硝酸鹽還原過程中Ni基金屬有機框架（Ni-MOF）的配位結(jié)構(gòu)和催化還原機理，并揭示了不同配位環(huán)境下Ni位點催化性能的差異以及羥基配位Ni位點上硝酸鹽的還原路徑。本研究從調(diào)控活性位點微環(huán)境角度，為構(gòu)建高效的電催化劑選擇性還原硝酸鹽制氨提供了一個新途徑。該成果發(fā)表于化學(xué)領(lǐng)域頂級期刊Journal of Colloid and Interface Science，且當(dāng)選為封面論文，潘凡博士和周建軍博士為共同第一作者，陜西科技大學(xué)為第一通訊單位。

【成果3】水中硝酸鹽電化學(xué)去除技術(shù)研究進展

硝酸鹽污染已經(jīng)成為我國乃至全世界重點關(guān)注的環(huán)境問題，水體環(huán)境中硝酸鹽的積累已嚴(yán)重危害到人類健康。電化學(xué)硝酸鹽還原技術(shù)由于能夠選擇性地將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為N₂從而降低水中總氮濃度，具有突出優(yōu)勢和廣泛的應(yīng)用前景。在電化學(xué)硝酸鹽還原反應(yīng)過程中，催化劑的催化性能決定反應(yīng)速率和產(chǎn)物選擇性，設(shè)計和開發(fā)高效的催化劑是硝酸鹽還原領(lǐng)域的關(guān)鍵，且發(fā)展迅速，但在新型催化劑的設(shè)計和合成策略方面仍然缺乏綜述報道。本文結(jié)合最新的研究實例，總結(jié)了電催化硝酸鹽還原催化劑和高性能反應(yīng)系統(tǒng)的最新研究進展，論述了電催化硝酸鹽還原機理、高效電催化劑的合成策略和電催化脫氮系統(tǒng)的設(shè)計，并從工程實踐的角度討論了電化學(xué)技術(shù)去除水體中硝酸鹽的未來方向和研究重點。該綜述論文發(fā)表在國內(nèi)著名期刊《中國科學(xué)：化學(xué)》上，周建軍博士為第一作者，陜西科技大學(xué)為第一通訊單位。

原文鏈接：

成果1：https://doi.org/10.1021/acs.est.3c10936

成果2：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2023.01.121

成果3：http://engine.scichina.com/doi/10.1360/SSC-2023-0081

新聞小貼士：

朱云慶，博士，副教授，博導(dǎo)。研究方向水污染控制工程和光/電催化技術(shù)與過程研究，主持國家重點研發(fā)計劃子課題、國家自然科學(xué)基金項目、陜西省重點研發(fā)計劃項目、浙江省重點研發(fā)計劃項目等國家級和省部級項目8項，企業(yè)委托研究項目8項。申請發(fā)明專利30余件，授權(quán)10余件，其中授權(quán)美國專利1件，已轉(zhuǎn)化專利技術(shù)6項。以第一作者或通訊作者在Environ. Sci. Technol.、Appl. Catal. B: Environ.、J. Membr. Sci.、Chemosphere、Sci. Rep.等國內(nèi)外期刊發(fā)表SCI論文30余篇，研究成果成功應(yīng)用于中化集團污鹽深度處理項目，博天環(huán)境集團、維爾利環(huán)保集團等的重點水處理工程項目。應(yīng)邀擔(dān)任Frontiers in Chemistry副主編、Chinese Chemical letters青年編委，并擔(dān)任Appl. Catal. B: Environ.、J. Hazard. Mater.、Chemical Engineering Journal、Applied Surface Science等十余個國際權(quán)威期刊審稿人。

（核稿：王念東 編輯：劉倩）