硝酸盐是来自农业和工业领域的一种重要污染物，同时通过硝酸盐作为原料合成氨为解决环境和能源领域的挑战，同时为解决氮循环提供了一种具有前景的方法途径。硝酸盐高效转化为氨的主要局限是传质，因为水流中的硝酸盐浓度非常低。

有鉴于此，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校Xiao Su等报道发展了一种双功能电极，这种双功能电极由具有氧化还原电化学吸附硝酸盐功能的聚苯胺和氧化钴电催化剂组成，通过电化学方式实现硝酸盐的反应分离协同。

本文要点

（1）

通过电化学驱动实现70 mg/g的可逆硝酸盐吸附量，通过电化学结构计算和光谱表征测试，说明硝酸盐通过氢键作用实现选择性吸附的原理。

（2）

当使用含有0.27 mM浓度硝酸盐的农业废水，这种双功能电极能够富集浓度为8倍的硝酸盐，制氨产率提高24倍（108.1 μg h^-1 cm^-2），能量使用效率提高>10倍。这项研究工作为完全使用电力对硝酸盐污染物进行分离和反应制氨提供一种普适性方案。

参考文献

Kwiyong Kim, Alexandra Zagalskaya, Jing Lian Ng, Jaeyoung Hong, Vitaly Alexandrov, Tuan Anh Pham & Xiao Su, Coupling nitrate capture with ammonia production through bifunctional redox-electrodes. Nat Commun 14, 823 (2023).

DOI: 10.1038/s41467-023-36318-1

https://www.nature.com/articles/s41467-023-36318-1