硝酸盐（NO₃^-）污染物电还原为NH₃为废水处理和NH₃合成提供了一种替代方法。尽管已经报道了许多用于将NO₃^-电还原成NH₃的电催化剂，但是它们中的大多数在超低NO₃^-浓度下表现不佳。

近日，中科大耿志刚报道了一种通过用多孔碳骨架原位包裹Cu纳米粒子制备的Cu基催化剂（Cu@C），用于超低浓度下NO₃^-高效电还原为NH₃。

文章要点

1）在-0.3 V（相对于可逆氢电极）下，Cu@C 用于NO₃^-高效电还原为NH₃获得了72.0%的最高法拉第效率，比Cu纳米颗粒催化剂的效率(19.9%)高3.6倍。值得注意的是，Cu@C的NH₃产率在-0.9 V时E达到469.5 μg h^-1 cm^-2，这是报道的具有1 mM NO₃^-的电催化剂的最高值。当NO₃^-浓度在5～100mm之间变化时，Cu@C的最小FE_NH3超过85.6%。

2）原位衰减全反射表面增强红外吸收光谱(ATRSEIRAS)测量和有限元方法(FEM)模拟表明，由于Cu@C中多孔碳框架的富集效应，NO₃^-可以被浓缩，从而促进了NO₃^-的传质，以在超低浓度下有效地电还原成NH₃。

参考文献

Zhimin Song, Yan Liu, Yongzhi Zhong, Qing Guo, Jie Zeng, Zhigang Geng, Efficient Electroreduction of Nitrate into Ammonia at Ultra-low Concentrations via Enrichment Effect, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202204306

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202204306