江南大学严群团队AFM：剥离强化电化学重构构筑非晶/晶态异质结构，实现高效稳定硝酸盐电还原制氨

背景：氨是重要的化工原料和能源载体，但传统合成方法能耗高、碳排放量大。同时，硝酸盐废水污染严重，亟需绿色高效的治理与资源化技术。电催化硝酸盐还原反应（eNO3RR）可将硝酸盐转化为氨，兼具环境修复和资源回收价值，但现有催化剂存在活性低、选择性差和稳定性不足的问题。研究目的：针对上述瓶颈，本研究旨在通过材料设计创新，开发高效稳定的eNO3RR催化剂。具体采用剥离强化电化学深度重构策略，以多层CuCoAl层状双金属氢氧化物（LDH）为前驱体，构筑高性能的非晶/晶态异质结构催化剂，并阐明其动态重构机制与构效关系。结论：成功制备了金属Cu、晶态Co(OH)2与非晶态CoOOH共存的异质结构催化剂（FA2-CuCoAl LDH）。该催化剂在-0.57 V vs. RHE下实现了99.5%的法拉第效率、95.7%的氨选择性和1.92 mol h⁻¹ g⁻¹的氨产率，并表现出优异的循环稳定性。机理研究表明，Cu、Co(OH)2和CoOOH位点协同实现了硝酸盐到氨的高效串联催化。基于该催化剂组装的锌-硝酸根电池同步实现了污染修复、能量存储和绿色合成氨，展示了良好的应用前景。