近日，我院光学工程学科徐晶教授与研242班硕士研究生叶代飞联合哈尔滨师范大学赵景祥教授团队和东北林业大学刘松教授团队，在双原子催化剂设计与一氧化氮电催化制氨研究方面取得重要进展。相关成果以“Synergistic Cu-Zn dual-atom catalysts for high-efficiency electrocatalytic NO reduction: Integrating high-throughput screening with in situ validation”为题，发表于国际期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》。（中科院1区TOP期刊，IF=21.1）。
针对一氧化氮电催化制氨过程中反应物吸附难以优化、竞争性析氢反应影响产物选择性等问题，研究团队构建了“高通量理论筛选—机器学习分析—实验原位验证”相结合的研究框架，对21种氮掺杂碳负载铜基双原子催化体系进行系统评估，筛选出具有良好催化潜力的铜锌双原子催化剂（Cu–Zn/NC）。理论计算与可解释机器学习分析表明，金属价电子数、双金属间距等电子与几何因素共同影响一氧化氮的吸附行为，为理解双原子催化剂的结构与性能关系提供了依据。在理论预测指导下，研究团队成功制备了Cu–Zn/NC催化剂，并结合原子尺度结构表征、原位光谱及同位素标记等实验，对其催化性能与反应过程进行了验证。结果表明，该催化剂在−0.50 V（相对于可逆氢电极）下，产氨法拉第效率达到92.6%，产氨速率达到788.2 μmol·h⁻1·cm-2，并在连续50小时测试中保持稳定性能。该研究展示了铜锌双原子位点协同调控吸附与反应过程、提升一氧化氮还原性能的潜力，为非贵金属双原子催化剂的理性设计提供了参考，也为含氮污染物资源化利用与绿色制氨技术的发展提供了新思路。
该研究是徐晶教授团队深化跨高校科研合作、推动理论计算与实验研究深度融合取得的又一重要成果。继在Applied Catalysis B: Environment and Energy（2026, 391: 126640）、ACS Catalysis（2026, 16(15): 14399）、Chemical Engineering Journal（2026, 536: 176015）和Journal of Colloid and Interface Science（2026, 717: 140393）等国际知名期刊发表系列研究成果后，再次体现了团队在跨高校协同创新、理论指导实验及多学科交叉研究方面的持续探索与合作成效。
论文链接：Xueshi Song, Jincheng Liu, Jiawei Dong, Shiyao Shang, Daifei Ye, Wanying Guo, Heying Li, Xiaoyu Chen, Ke Chu, Song Liu*, Jing Xu*, Jingxiang Zhao*. Synergistic Cu-Zn dual-atom catalysts for high-efficiency electrocatalytic NO reduction: Integrating high-throughput screening with in situ validation. Applied Catalysis B: Environment and Energy, 2027, 404: 127717. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2026.127717.
(文:徐晶, 叶代飞，审核：姚立健，终审：陈培金)
