大连理工大学刘艳彪教授团队Nature Water：纳米限域重塑界面氢键网络，助力硝酸盐高选择性电还原制氨

大连理工大学刘艳彪教授团队在Nature Water上发表研究，针对传统电催化硝酸盐还原反应中活性氢主导路径导致的析氢副反应和氨选择性低的问题，提出了一种纳米限域调控界面氢键网络的新策略。研究团队采用闪蒸焦耳热法，将CuCo合金纳米颗粒限域封装于碳纳米管内部，成功重构了界面微环境。相比传统非限域体系，这种结构有效降低了界面水分子的过度富集，增强了硝酸根吸附，并优化了氢键网络，使反应路径从依赖表面活性氢的传统模式转变为更高效的质子-电子协同转移机制。实验结果表明，限域催化剂的氨产率、法拉第效率和氨选择性均显著提升，并在80小时连续运行中保持稳定。结合多种原位表征和理论计算，研究证实了限域效应诱导的机理转变。这一工作从“调控活性位点”转向“设计界面微环境”，为高选择性电催化硝酸盐制氨提供了全新思路，并验证了其在废水处理和资源回收中的应用潜力。