作者：陈羲
近日，理学院江明航副教授课题组及合作者在国际TOP期刊《Journal of Energy Chemistry》（中科院一区，IF=14.9）上发表题为“Copper Nanoclusters Featuring Fully Inorganic Anionic Ligands for enhanced Electrocatalytic Nitrate-to-Ammonia Conversion”的研究论文。江明航副教授为通讯作者，南京大学金钟教授，熊衍研究员和玉林师范学院黎晓副教授为共同通讯作者。西华大学2023级硕士研究生陈羲为第一作者。西华大学为第一通讯单位。
电催化硝酸盐还原反应(NITRR)合成氨是实现硝酸盐水体污染去除和氮循环利用的一种有效途径。目前，电化学NITRR领域的挑战在于设计和开发稳定高效的电催化剂。本文在室温下通过一种简单的螯合共沉淀法在碳纳米管上均匀生长直径约为9 nm的无定形Cu(OH)Cl纳米团簇(a-Cu(OH)Cl/CNTs)用于高选择性电催化NITRR合成氨。值得注意的是，柠檬酸三钠(TCD)可以有效地改变铜纳米团簇的晶体形式，得到a-Cu(OH)Cl纳米团簇，而不是高结晶度的Cu2(OH)3Cl (c-Cu2(OH)3Cl)纳米团簇。与c-Cu2(OH)3Cl纳米团簇相比，a-Cu(OH)Cl纳米团簇具有更小的粒径和更多的表面低配位Cu原子，在电催化NITRR过程中能提供更丰富的有效催化活性位点，从而提高了电催化NITRR合成NH3的选择性和能量效率。本文为后续通过金属纳米团簇的晶体调制策略提高电催化NITRR性能，提供了一定的实验和理论参考。
图1. 铜纳米团簇的合成路线示意图和样品的形态和结构分析。
图2. a-Cu(OH)Cl/CNTs和c-Cu2(OH)3Cl/CNTs样品的XRD、XPS和红外谱图分析
图3. a-Cu(OH)Cl/CNTs和c-Cu2(OH)3Cl/CNTs样品的同步辐射数据分析
图4. a-Cu(OH)Cl/CNTs和c-Cu2(OH)3Cl/CNTs的电催化性能表征
图5. a-Cu(OH)Cl/CNTs和c-Cu2(OH)3Cl/CNTs的稳定性测试和原位红外测试
该项研究得到四川省自然科学基金（23NSFSC6350）和西华大学博士科研启动金（Z222051）的资金支持。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jechem.2025.07.017
通讯作者简介：
江明航，理学博士，副教授，硕士生导师。2022年7月起任教于西华大学理学院，主要从事用于电催化碳/氮能源转化的金属基纳米材料的结构设计及反应机制研究。近年来，主持四川省自然科学基金青年基金项目1项，企事业委托横向项目1项。已在国际学术期刊发表SCI论文50余篇，总被引1900余次，H因子23。以第一/通讯作者在Chemical Society Reviews（IF=39.0, 1篇）, Chem（IF=19.6, 1篇）, Advanced Functional Materials（IF=19.0, 2篇）, Environmental Science & Technology（IF=11.3, 1篇），ACS Nano（IF=16.0, 1篇）, Nano Letters（IF=9.1, 4篇）, Nano Energy（IF=17.1, 1篇）等国际高水平期刊上发表论文20余篇, 其中，IF＞10论文11篇，自然指数期刊论文8篇，ESI高被引论文4篇，ESI热点论文2篇。担任学术期刊«Frontiers in Chemistry» 和«Frontiers in Materials»的评论编辑和客座编辑, «Carbon Neutralization» 青年编委。
第一作者简介：
陈羲，理学院化学专业2023级硕士研究生，主要从事铜基纳米团簇的设计、合成及其电催化合成氨方面的研究。目前，参与发表SCI论文6篇，其中，以学生一作在Chem（IF=19.6,中科院一区）、Journal of Energy Chemistry（IF=14.9,中科院一区）和Chinese Journal of Catalysis（IF=17.7,中科院一区）期刊上发表SCI论文3篇。