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硝酸盐污染控制与资源化利用是实现水污染治理与绿色氨合成的重要路径。然而，在工业级电流密度条件下（A cm-2级别），反应过程中复杂的多电子/多质子转移步骤以及低效的氢化动力学严重限制了其实际应用。针对这一问题，董林教授团队从微观反应路径出发，系统解析了Eley-Rideal（E-R）与Langmuir-Hinshelwood（L–H）机制在硝酸盐电还原过程中的差异。

研究发现，在单金属Co催化体系中，反应主要遵循E-R路径，即溶剂化质子参与的氢化过程受限，导致氢覆盖度较低、反应动力学迟缓以及法拉第效率受限。而通过引入Ru组分构建RuCo双金属体系后，水的分解能力显著增强，表面吸附氢（*H）浓度提高，从而推动反应路径从E-R机制向L-H机制转变，实现吸附态氢参与的高效氢原子转移（HAT）过程。该机制转变带来了显著的性能提升：RuCo催化剂实现了135.53 ± 1.18 mg h-1 cm-2的氨产率，并保持接近100%的法拉第效率，同时在1 A cm-2下稳定运行时间超过1000小时，展现出优异的工业应用潜力。微观动力学模拟与原位谱学结果进一步证实，适中的*H覆盖度（约0.45）是实现高效L-H路径的关键。该工作不仅深化了对硝酸盐电还原反应中氢化机制的理解，也为设计高效电催化材料提供了新的理论指导，对推动电化学合成氨及含氮污染物资源化利用具有重要意义。

图1 不同氢化机制

该研究工作以"Langmuir-Hinshelwood pathway enables 1000-h stable nitrate-to-ammonia electroreduction at 1 A cm−2"为题，发表在知名美女自慰 期刊Nature Communications上（原文链接：//doi.org/10.1038/s41467-026-74321-4）。团队博士生汤渝为论文的第一作者，邹伟欣副教授、闫世成教授（现代工程与应用科学美女自慰）为通讯作者，董林教授、美女自慰 李佳乐、李艳芳、冉攀为共同作者。本研究主要得到国家自然科学基金（项目编号：62375120、52272217、51872135、51572121和21633004）、江苏省自然科学基金（项目编号：BK20240171）、中央高校基本美女自慰 业务费专项资金（项目编号：2026300350）以及江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金（项目编号：BE2022028-1）的资助。同时诚挚感谢浙江大学张新成博士对废水处理技术经济分析部分的贡献。