硝酸鹽電化學轉化為氨被廣泛認為是一種“一石二鳥”的方法,其既可以緩解水中的硝酸鹽污染,同時產生有價值的NH3。然而,由于缺乏用于實際應用的有效電催化劑,要實現有效的硝酸鹽電化學轉化仍然具有挑戰性。基于此,香港城市大學何頌賢課題組首次報道了不對稱Cu-Ov-W位點(Ov代表氧空位)和相鄰Mo簇之間的協同效應(Mo/H-CuW),其能夠調整催化劑活性位點周圍的局部電子環境,從而顯著增強硝酸鹽還原性能。具體而言,Ar等離子體誘導的高濃度不對稱Cu-Ov-W位點在含NO3–的溶液中保持O的吸附和解吸之間的動態平衡,導致分子“易來易去”。同時,d波段中心的上移表明Ov作為活性位點吸附NO3–并削弱N=O鍵。這直接加速了從*NOH到*N的還原。此外,Mo簇在接受NO3–中的未配對電子和加速質子化過程中起電荷補償作用,導致Mo/H-CuW上的反應決速步的能量降低,從而促進反應的進行。因此,Mo/H-CuW可以達到很高的NH3法拉第效率(94.60%)和在-0.7 V vs. RHE下5.84 mg h-1 mgcat.-1的氨氣產率,并且其還表現出顯著的反應穩定性,比迄今為止報道的用于NO3RR的大多數非貴金屬氧化物電催化劑更優越。這項工作證實了不對稱Ov和離子簇的協同效應能夠促進NO3RR性能,并為設計高效電催化劑活性位點周圍的局部環境提供了新的策略。Synergistic Modulation of Local Environment for Electrochemical Nitrate Reduction via Asymmetric Vacancies and Adjacent Ion Clusters. Nano Energy, 2022. DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107338