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大连理工:废水也能变“化肥”,纳米限域让氨回收更高效 |《自然-水》论文

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近期来自大连理工大学的研究团队在《自然-水》发表了论文“通过纳米限域调控氢键网络,引导硝酸盐电还原路径”(Steering the nitrate electroreduction pathway via nanoconfinement-induced hydrogen-bond network regulation),欢迎阅读文章了解详情。 

研究背景

电化学硝酸盐电还原制氨是一种可持续的废水处理和化肥生产方法。然而,当前普遍采用的氢原子介导的反应路径受竞争性析氢反应的影响,往往选择性较低。
来自大连理工大学的研究团队发现,纳米限域能从根本上使反应路径转向更高效的质子耦合电子转移过程。他们通过闪蒸焦耳热法制备了一种CuCo合金纳米颗粒限域于碳纳米管内部的催化剂。这种结构实现了2.23 mg h−1 cm−2的氨产率和93.8%的法拉第效率,优于非限域对照样品。机理研究表明,纳米限域微环境重塑了界面氢键网络,构建出一种缺水、富硝酸盐的界面,从而抑制水解离并促进质子的迁移。该体系在真实废水处理中展现出鲁棒稳定性,技术经济分析和生命周期评价进一步证明了其可行性。这项研究证明,纳米限域是一种调控电催化界面环境和反应路径的有效手段。 
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论文表1:硝酸盐还原反应与原位氨回收示意图

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通讯作者:Yanbiao Liu(大连理工大学)

第一作者:Linghui Meng(大连理工大学) 

DOI:10.1038/s44221-026-00600-5

发表日期:2026年3月11日

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《自然-水》

2024 Journal Metrics 

影响因子:24.1 

五年影响因子:24.1 

学科排名:1/131,水资源;5/374,环境科学 

引用量:2,619  

下载量:554,831 

*数据来源:2024年Journal Citation Reports, Clarivate Analytics 2025和期刊官网

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