91.0%！苏州大学路建美院士/晏成林&南通大学刘思鸶，新发Nature子刊！

研究概述

从硝酸盐（NO3-）在酸中还原直接合成氨是一种很有前途的工业化方法。然而，由于酸性环境中大量存在的质子（H+）使得析氢反应（HER）更易发生，这给硝酸盐还原反应带来了激烈的竞争，从而增加了实现这一过程的难度。

2025年4月19日，苏州大学晏成林、路建美、南通大学刘思鸶在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Multivariate covalent organic frameworks with tailored electrostatic potential promote nitrate electroreduction to ammonia in acid》的研究论文。

在本文中，作者利用多元共价有机框架（COFs）作为催化剂吸附层，系统地探索并合理地优化了微环境，以促进硝酸在酸中的氨转化。

利用多元共价有机框架上产生的定制正静电势，通过适当的静电相互作用调节NO3-和H+的传质，从而实现NO3RR优先于HER或NO3-转化为NO2-。

结果表明，NH3产率达到11.01 mmol h-1mg-1，相应的法拉第效率为91.0%，并在酸中直接收集到纯度高达96.2%的固体NH4Cl。因此，该方法为将废水经济地转化为有价值的氨提供了一种实用方法。

图文解读

图1：多元共价有机框架（COFs）的合理设计与理论分析

图2：多元COFs的物理表征

图3：多元COF改性催化剂的酸性NO3RR性能

文献信息

Cheng, Q., Liu, S., He, Y.et al.Multivariate covalent organic frameworks with tailored electrostatic potential promote nitrate electroreduction to ammonia in acid.Nat Commun16, 3717 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-59052-2

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