近期，我校环境科学与工程学院（碳中和科学与技术学院）朱云庆副教授团队在电催化硝酸盐还原领域取得多项研究成果，在国内外权威期刊Environmental Science & Technology (IF: 11.4)、Journal of Colloid and Interface Science (IF: 9.9)和《中国科学：化学》上发表高水平论文。
【成果1】构建“零”极距电化学反应器实现选择性电催化硝酸盐还原
将硝酸盐（NO3-）电化学转化为无害的N2是关闭人为氮循环的可行且环保的途径。然而，动力学缓慢和N2 选择性低以及对反应器构型缺乏研究阻碍了该技术的发展。为此，通过构建流通式零间距电化学反应器实现了高效的、选择性电催化硝酸盐还原过程，避免了传统电化学还原过程中氯化副产物的形成。基于实验、原位表征和理论计算，揭示了Cu(OH)2纳米电极表面原位重建产生新的活性相Cu/Cu2O，阐明了零间距电化学反应器中N2选择性的增强机制，且本工作构建的电催化系统在实际废水中去除NO3- 具有良好的环境效应、经济效益和长期稳定性。本研究结果为自支撑纳米电极和新型微反应器在水净化和污染物修复中的环境应用提供了新见解。该成果发表于环境领域顶级期刊、自然指数期刊Environmental Science & Technology，周建军博士为第一作者，陕西科技大学为第一通讯单位。
【成果2】调控Ni金属活性中心的微环境实现电催化硝酸盐还原制氨
开发高效稳定的电催化剂是实现硝酸盐污染水体电化学脱氮的关键，对缓解人为造成的自然界氮循环失衡具有重要的环境意义。揭示电催化反应过程中催化材料结构-性能的构效关系，对于设计和制备高效电催化剂具有重要指导意义。朱云庆副教授等通过实验和理论模拟探究了电催化硝酸盐还原过程中Ni基金属有机框架（Ni-MOF）的配位结构和催化还原机理，并揭示了不同配位环境下Ni位点催化性能的差异以及羟基配位Ni位点上硝酸盐的还原路径。本研究从调控活性位点微环境角度，为构建高效的电催化剂选择性还原硝酸盐制氨提供了一个新途径。该成果发表于化学领域顶级期刊Journal of Colloid and Interface Science，且当选为封面论文，潘凡博士和周建军博士为共同第一作者，陕西科技大学为第一通讯单位。
【成果3】水中硝酸盐电化学去除技术研究进展
硝酸盐污染已经成为我国乃至全世界重点关注的环境问题，水体环境中硝酸盐的积累已严重危害到人类健康。电化学硝酸盐还原技术由于能够选择性地将硝酸盐转化为N2从而降低水中总氮浓度，具有突出优势和广泛的应用前景。在电化学硝酸盐还原反应过程中，催化剂的催化性能决定反应速率和产物选择性，设计和开发高效的催化剂是硝酸盐还原领域的关键，且发展迅速，但在新型催化剂的设计和合成策略方面仍然缺乏综述报道。本文结合最新的研究实例，总结了电催化硝酸盐还原催化剂和高性能反应系统的最新研究进展，论述了电催化硝酸盐还原机理、高效电催化剂的合成策略和电催化脱氮系统的设计，并从工程实践的角度讨论了电化学技术去除水体中硝酸盐的未来方向和研究重点。该综述论文发表在国内著名期刊《中国科学：化学》上，周建军博士为第一作者，陕西科技大学为第一通讯单位。
原文链接：
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
新闻小贴士：
朱云庆，博士，副教授，博导。研究方向水污染控制工程和光/电催化技术与过程研究，主持国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金项目、陕西省重点研发计划项目、浙江省重点研发计划项目等国家级和省部级项目8项，企业委托研究项目8项。申请发明专利30余件，授权10余件，其中授权美国专利1件，已转化专利技术6项。以第一作者或通讯作者在Environ. Sci. Technol.、Appl. Catal. B: Environ.、J. Membr. Sci.、Chemosphere、Sci. Rep.等国内外期刊发表SCI论文30余篇，研究成果成功应用于中化集团污盐深度处理项目，博天环境集团、维尔利环保集团等的重点水处理工程项目。应邀担任Frontiers in Chemistry副主编、Chinese Chemical letters青年编委，并担任Appl. Catal. B: Environ.、J. Hazard. Mater.、Chemical Engineering Journal、Applied Surface Science等十余个国际权威期刊审稿人。
