晶面工程Co3O4催化剂

高法拉第效率

利用氧空位促进水分解并捕获析氢中间体，将反应路径从析氢转向硝酸盐加氢，同步实现高法拉第效率和高氨产率。

Zhong, Wenye · Chen, Yan · 杨纯臻 · 张念 · 刘学明 · Zhang, Lin

Angewandte Chemie - International Edition 2025

具体参数

法拉第效率

{'zh': '97.51', 'en': '97.51'} %

氨产率

{'zh': '4.33', 'en': '4.33'} mg-N·cm-2·h-1

氨回收率

{'zh': '1216.8', 'en': '1216.8'} g-N·m-2·d-1

技术优势

效率与产率兼得

氧空位促进水分解，产生的氢中间体被捕获用于硝酸盐氢化，避免析氢副反应，同时提供充足氢源，实现97.51%法拉第效率和4.33 mg-N·cm-2·h-1氨产率。

高浓度废水可用

在超高硝酸盐浓度的核工业废水中实现1216.8 g-N·m-2·d-1的氨回收率，验证了实际应用可行性。

析氢催化剂变废为宝

传统水电解材料Co3O4经晶面工程改造后用于硝酸盐还原，不必排除析氢催化剂，拓宽了催化剂选择范围。

应用场景

• 硝酸盐还原制氨：替代传统高耗能合成氨，实现温和条件下硝酸盐制氨。
• 废水处理与资源回收：将废水中硝酸盐污染物转化为高价值氨，实现资源回收。
• 析氢催化剂：析氢催化剂经改性可用于硝酸盐还原，拓宽了其应用范围。
• 氢能技术：利用析氢中间体进行氢化反应，为氢能存储提供新途径。