環(huán)境學(xué)院朱云慶團(tuán)隊(duì)在ES&T、JCIS和《中國(guó)科學(xué)：化學(xué)》上發(fā)表高水平論文

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(tuán)隊(duì)在電催化硝酸鹽還原領(lǐng)域取得多項(xiàng)研究成果，在國(guó)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(guó)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(shí)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(wú)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(dòng)力學(xué)緩慢和N₂ 選擇性低以及對(duì)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(guò)構(gòu)建流通式零間距電化學(xué)反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了高效的、選擇性電催化硝酸鹽還原過(guò)程，避免了傳統(tǒng)電化學(xué)還原過(guò)程中氯化副產(chǎn)物的形成。基于實(shí)驗(yàn)、原位表征和理論計(jì)算，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(qiáng)機(jī)制，且本工作構(gòu)建的電催化系統(tǒng)在實(shí)際廢水中去除NO₃^-具有良好的環(huán)境效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效益和長(zhǎng)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(jiàn)解。該成果發(fā)表于環(huán)境領(lǐng)域頂級(jí)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(shí)現(xiàn)電催化硝酸鹽還原制氨

開(kāi)發(fā)高效穩(wěn)定的電催化劑是實(shí)現(xiàn)硝酸鹽污染水體電化學(xué)脫氮的關(guān)鍵，對(duì)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(guò)程中催化材料結(jié)構(gòu)-性能的構(gòu)效關(guān)系，對(duì)于設(shè)計(jì)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(guò)實(shí)驗(yàn)和理論模擬探究了電催化硝酸鹽還原過(guò)程中Ni基金屬有機(jī)框架（Ni-MOF）的配位結(jié)構(gòu)和催化還原機(jī)理，并揭示了不同配位環(huán)境下Ni位點(diǎn)催化性能的差異以及羥基配位Ni位點(diǎn)上硝酸鹽的還原路徑。本研究從調(diào)控活性位點(diǎn)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(gè)新途徑。該成果發(fā)表于化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)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(jìn)展

硝酸鹽污染已經(jīng)成為我國(guó)乃至全世界重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)境問(wèn)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(shì)和廣泛的應(yīng)用前景。在電化學(xué)硝酸鹽還原反應(yīng)過(guò)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(jì)和開(kāi)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(jì)和合成策略方面仍然缺乏綜述報(bào)道。本文結(jié)合最新的研究實(shí)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(jìn)展，論述了電催化硝酸鹽還原機(jī)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(jì)，并從工程實(shí)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(lái)方向和研究重點(diǎn)。該綜述論文發(fā)表在國(guó)內(nèi)著名期刊《中國(guó)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(guò)程研究，主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、浙江省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目等國(guó)家級(jí)和省部級(jí)項(xiàng)目8項(xiàng)，企業(yè)委托研究項(xiàng)目8項(xiàng)。申請(qǐng)發(fā)明專利30余件，授權(quán)10余件，其中授權(quán)美國(guó)專利1件，已轉(zhuǎn)化專利技術(shù)6項(xiàng)。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(guó)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(tuán)污鹽深度處理項(xiàng)目，博天環(huán)境集團(tuán)、維爾利環(huán)保集團(tuán)等的重點(diǎn)水處理工程項(xiàng)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(gè)國(guó)際權(quán)威期刊審稿人。

（核稿：王念東 編輯：劉倩）