我院章小雪博士在绿色化学领域顶级期刊《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》发表学术论文
作者：章小雪 来源：化工学院 发表于：2026-03-23 17:14:18 文章点击数：[]
近日，我院青年教师章小雪博士以第一作者身份，在《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》(中科院一区TOP，IF=7.3)上发表题为《Tip-Enhanced Electric Fields on Dendritic Copper Accelerate Water Dissociation for Selective Nitrate-To-Ammonia Electroreduction》的研究论文（DOI: 10.1021/acssuschemeng.6c01209; https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.6c01209）。该成果以我校为第一完成单位，天津大学化工学院为通讯单位。
在本工作中，提出了一种新策略，通过利用尖端增强电场这一物理现象突破现有障碍，设计并合成了铜纳米枝晶，其尖端在催化条件下可作为纳米级避雷针，产生强烈且局域化的电场。主要发现如下：一是通过实验与模拟证明，这些局域化电场能够驱动水合钾离子的富集，从根本上改变电化学界面，极大加速水的解离，为硝酸根深度加氢提供充足的活性氢，揭示了一种新的催化机制；二是基于该机制，铜纳米枝晶催化剂实现了96.91%的氨法拉第效率，在H型电池中稳定运行超过300小时，在更实用的膜电极组件中稳定运行100小时，展现出优异的性能与耐久性；三是通过集成高效的气提法，将近98%的生成氨回收并转化为高附加值的纯品产物，实现了从催化剂合成到产物价值提升的完整工艺路径。
本研究不仅提供了一种高性能催化剂，更阐明了利用催化剂形貌调控局域电场以突破电催化动力学限制的设计原则。这一纳米场增强催化的概念，为面向能源相关反应的下一代催化剂设计提供了新思路。
撰稿：章小雪
初审：黄小梅
终审：向文军
2026年3月23日