近期，我校環境科學與工程學院（碳中和科學與技術學院）朱云慶副教授團隊在電催化硝酸鹽還原領域取得多項研究成果，在國內外權威期刊Environmental Science & Technology (IF: 11.4)、Journal of Colloid and Interface Science (IF: 9.9)和《中國科學：化學》上發表高水平論文。
【成果1】構建“零”極距電化學反應器實現選擇性電催化硝酸鹽還原
將硝酸鹽（NO3-）電化學轉化為無害的N2是關閉人為氮循環的可行且環保的途徑。然而，動力學緩慢和N2 選擇性低以及對反應器構型缺乏研究阻礙了該技術的發展。為此，通過構建流通式零間距電化學反應器實現了高效的、選擇性電催化硝酸鹽還原過程，避免了傳統電化學還原過程中氯化副產物的形成。基于實驗、原位表征和理論計算，揭示了Cu(OH)2納米電極表面原位重建產生新的活性相Cu/Cu2O，闡明了零間距電化學反應器中N2選擇性的增強機制，且本工作構建的電催化系統在實際廢水中去除NO3- 具有良好的環境效應、經濟效益和長期穩定性。本研究結果為自支撐納米電極和新型微反應器在水凈化和污染物修復中的環境應用提供了新見解。該成果發表于環境領域頂級期刊、自然指數期刊Environmental Science & Technology，周建軍博士為第一作者，陜西科技大學為第一通訊單位。
【成果2】調控Ni金屬活性中心的微環境實現電催化硝酸鹽還原制氨
開發高效穩定的電催化劑是實現硝酸鹽污染水體電化學脫氮的關鍵，對緩解人為造成的自然界氮循環失衡具有重要的環境意義。揭示電催化反應過程中催化材料結構-性能的構效關系，對于設計和制備高效電催化劑具有重要指導意義。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）的配位結構和催化還原機理，并揭示了不同配位環境下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。本研究從調控活性位點微環境角度，為構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。該成果發表于化學領域頂級期刊Journal of Colloid and Interface Science，且當選為封面論文，潘凡博士和周建軍博士為共同第一作者，陜西科技大學為第一通訊單位。
【成果3】水中硝酸鹽電化學去除技術研究進展
硝酸鹽污染已經成為我國乃至全世界重點關注的環境問題，水體環境中硝酸鹽的積累已嚴重危害到人類健康。電化學硝酸鹽還原技術由于能夠選擇性地將硝酸鹽轉化為N2從而降低水中總氮濃度，具有突出優勢和廣泛的應用前景。在電化學硝酸鹽還原反應過程中，催化劑的催化性能決定反應速率和產物選擇性，設計和開發高效的催化劑是硝酸鹽還原領域的關鍵，且發展迅速，但在新型催化劑的設計和合成策略方面仍然缺乏綜述報道。本文結合最新的研究實例，總結了電催化硝酸鹽還原催化劑和高性能反應系統的最新研究進展，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的設計，并從工程實踐的角度討論了電化學技術去除水體中硝酸鹽的未來方向和研究重點。該綜述論文發表在國內著名期刊《中國科學：化學》上，周建軍博士為第一作者，陜西科技大學為第一通訊單位。
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。研究方向水污染控制工程和光/電催化技術與過程研究，主持國家重點研發計劃子課題、國家自然科學基金項目、陜西省重點研發計劃項目、浙江省重點研發計劃項目等國家級和省部級項目8項，企業委托研究項目8項。申請發明專利30余件，授權10余件，其中授權美國專利1件，已轉化專利技術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.等國內外期刊發表SCI論文30余篇，研究成果成功應用于中化集團污鹽深度處理項目，博天環境集團、維爾利環保集團等的重點水處理工程項目。應邀擔任Frontiers in Chemistry副主編、Chinese Chemical letters青年編委，并擔任Appl. Catal. B: Environ.、J. Hazard. Mater.、Chemical Engineering Journal、Applied Surface Science等十余個國際權威期刊審稿人。
（核稿：王念東 編輯：劉倩）
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