近日，我校材料科学与工程学院先进能源转化材料与器件研究团队陈煜教授课题组在国际著名学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）在线发表了以“Architecture engineering and phase engineering of rhodium metallene co-boost nitrite-to-ammonia electroconversion”（结构工程和相工程协同增强铑金属烯电催化亚硝酸盐还原性能）为题的研究论文。文章第一作者为我校材料科学与工程学院硕士研究生袁子涵，我校艾轩博士、陈煜教授、高健智教授为共同通讯作者，我校为第一署名单位。该成果获得国家自然科学基金、陕西师范大学材料科学与工程学院“青年科学家”研究生创新基金重点项目、陕西省科技创新团队、三秦英才特殊支持计划科技创新领军人才和陕西省三秦学者创新团队等项目的支持。
亚硝酸盐电还原反应被认为是一种兼具合成氨和去除含氮污染物废水的有效途径。然而，其复杂的反应过程和析氢反应的竞争影响，导致氨的生产效率较低。因此，开发高效、高选择性的电催化剂至关重要。陈煜教授课题组在电催化产氨（Adv. Energy Mater. 2025, 15, 2500176; Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202421266; ACS Mater. Lett. 2025, 7, 2310; EnergyChem 2025, 7, 100148）和二维超薄纳米材料合成（Energy Environ. Sci. 2025, 18, 4971; Appl. Catal. B 2025, 366, 125041; Carbon Energy 2025, 7, e70015）的前期研究基础上，通过简单的一步水热法，成功制备一种兼具纳米片状和扭曲纳米带状的铑金属烯纳米结构。该研究提出了一种融合结构工程和相工程的协同策略：结构工程可以有效防止纳米片的堆叠，最大化暴露活性位点，从而显著提高了铑金属烯纳米结构的电化学活性表面积；相工程引入的无定形相区域富含不饱和配位原子，显著增强了铑金属烯本征活性，提高了亚硝酸盐产氨的效率。基于该催化剂进一步构建了锌-亚硝酸盐电池，其可在室温常压下，同步实现含氮废水处理、氨合成与对外供电。该研究不仅阐明了结构工程和相工程对提高催化性能的协同作用机制，还显示了创新电合成系统在能源-环境领域中的协同应用潜力。
论文链接: https://doi.org/10.1002/anie.202509944