近日,我校光机电工程学院(智能装备制造学院)光学工程学科徐晶教授联合哈尔滨师范大学赵景祥教授团队、东北林业大学刘松教授团队,在环境与能源催化领域国际学术期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》(《应用催化B:环境与能源》,中科院1区TOP期刊,IF=21.1)发表题为“Synergistic Cu-Zn dual-atom catalysts for high-efficiency electrocatalytic NO reduction: Integrating high-throughput screening with in situ validation”(《铜锌双原子催化剂协同促进一氧化氮高效电催化还原:高通量筛选与原位验证相结合》)的研究论文。

针对一氧化氮电催化还原制氨过程中催化活性与选择性难以兼顾的问题,研究团队采用理论计算与实验验证相结合的研究思路,首先通过高通量第一性原理计算对21种铜基双原子催化体系进行系统筛选,预测铜锌双原子催化剂(Cu-Zn/NC)具有优异的催化性能,并结合机器学习揭示了电子结构与双金属协同作用对催化活性的影响。
在理论研究的指导下,合作团队成功制备了Cu-Zn/NC催化剂。在−0.50 V电位下,该催化剂的产氨法拉第效率达到92.6%,产氨速率达到788.2 μmol·h⁻1·cm-2,并表现出良好的运行稳定性。该研究实现了从理论预测、催化剂设计到实验验证的有机结合,为高性能双原子催化剂的理性设计提供了新的思路。

浙江农林大学为该论文共同通讯作者单位,光机电学院徐晶教授与哈尔滨师范大学赵景祥教授团队、东北林业大学刘松教授为共同通讯作者,光机电学院研242班硕士研究生叶代飞为参与作者。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,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。
(光机电学院)