近期，我院王耀辉、李剑锋、北京大学潘锋团队在硝酸根电还原反应中间体的研究中取得重要进展，相关成果以“Deciphering Cation-Stabilized *NO2 at the Molecular Level in Electrocatalytic Nitrate Reduction”为题发表在Journal of the American Chemical Society期刊，J. Am. Chem. Soc. 2026, 148, 425-433。
电催化硝酸盐还原产氨（NO3RR）可在常温常压下实现污染治理与可持续的氨合成，但其发展受限于对界面反应动力学分子水平的理解，尤其是对于关键中间体稳定与转化的认识不足。
面对这一挑战，研究团队采用“原位表征+理论模拟”协同的策略，以原子级平整的Au单晶为模型电极，通过原位壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱（SHINERS）实时监测界面中间体，结合密度泛函理论（DFT）与从头算分子动力学（AIMD）模拟，揭示阳离子对*NO2中间体的稳定机制。NO3⁻电还原的真正动力学门控在于*NO2的界面稳定与转化，电解质阳离子通过定向配位与界面水网络的重构协同调控*NO2的能垒，而Sn修饰则通过电子结构与溶剂工程的双重调节，实现了对这一瓶颈步骤的精准加速。这项工作不仅从分子层面阐明了NO3RR的界面反应动力学，更为理性设计高效电催化剂提供了“活性位点-界面环境”协同优化的新范式。
该研究工作在我院王耀辉教授、李剑锋教授以及北京大学潘锋教授的指导下完成，厦门大学化学化工学院博士后周如玉和能源学院特任副研究员郑世胜为共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金（22322206，22525042，22472141，T2293692和22021001）、大连理工大学精细化工国家重点实验室（KF 2401）、中央高校基本科研业务费专项资金（20720240054）；辽宁滨海实验室（2024-05）、以及中国福建省产学研联合创新项目2025H6023）的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c13376
