碲掺杂Cu2O/NiMo双功能电催化剂：同步析氢与硝酸盐还原的协同催化机制

为应对能源需求与环境治理的双重挑战，研究人员通过电沉积法开发了碲掺杂Cu2O/NiMo纳米球催化剂，实现了高效析氢反应（HER，过电位140.67 mV）与硝酸盐还原（NitRR，65%去除率）的协同催化，其性能超越商用Pt/C，为多功能电催化剂设计提供了新思路。

　　

全球能源危机与环境污染的双重压力下，氢能作为清洁能源载体和硝酸盐污染治理成为研究热点。然而，传统催化剂难以同时实现高效析氢反应（HER）和硝酸盐还原反应（NitRR），且HER产生的活性氢(H^*)对NitRR的促进作用长期被忽视。针对这一矛盾，中国国家自然科学基金支持的研究团队在《International Journal of Hydrogen Energy》发表成果，通过碲(Te)掺杂策略设计出双功能Cu₂O/NiMo电催化剂，破解了同步催化的难题。

研究采用电沉积法在泡沫镍钼基底上构建Te-Cu₂O纳米球，结合XRD、SEM-EDS、HR-TEM和XPS等技术表征材料特性，并通过电化学测试评估性能。

结果与讨论

1. 材料特性：SEM显示纳米球均匀分布在泡沫NiMo韧带表面，Te掺杂优化了电子结构，XPS证实Cu⁺/Cu²⁺和Te⁴⁺/Te⁶⁺氧化还原对的协同作用。
2. HER性能：在1.0 M KOH中，10 mA cm^?2电流密度下过电位仅140.67 mV，Tafel斜率136.72 mV dec^?1；电流密度>120 mA cm^?2时性能超越Pt/C，且稳定性达60小时。
3. NitRR效能：恒流电解180分钟硝酸盐去除率65%，NH₄⁺-N转化效率59.1%，且几乎不生成NO₂^?-N，表明Te促进了H^*对中间体的氢化脱氧。

结论
该研究首次通过Te掺杂实现HER与NitRR的协同增强，揭示了活性氢在硝酸盐还原中的关键作用，为多功能催化剂设计提供了新范式。其工业应用潜力在于：① 碱性条件下高效产氢；② 硝酸盐污染治理与氨绿色合成一体化，对能源-环境交叉领域具有里程碑意义。