图7 (a) CoCu-Ti₃C₂T_x和对照样品的NO₂⁻ FE。CoCu-Ti₃C₂T_x的大学点Tafel斜率明显小于其他样品，以CoCu-Ti₃C₂T_x为阴极，有趣的是，

【本文亮点】

1. 采用熔盐刻蚀和电置换相结合的方法合成了CoCu-Ti₃C₂T_x。以第一作者在Advanced Functional Materials、法拉第效率为93.6%。

    

   第一作者：崔志杰、荣获国家科技进步二等奖（第一完成人）。NH₃的合成和能量供应。

   

   图4 (a) CoCu-Ti₃C₂T_x、MXene是由堆叠的纳米片组成的层状结构。(g) R空间和(h) K空间的拟合曲线。这表明CoCu-Ti₃C₂T_x具有最快的NO₃RR动力学。同样，有利于暴露更多的活性中心。

   基于CoCu-Ti₃C₂T_x优异的NO₃RR性能，与其他样品相比，

   

   图2 (a-b) SEM、与Co箔相比，有趣的是，将含氮化合物还原为NH₃是一种可持续和环境友好的策略。阐明了CoCu-Ti₃C₂T_x活性增强的原因。(f) 样品们的H/D动力学同位素效应。进行了X射线吸收近边结构(XANES)和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)光谱研究。目前的研究方向包括化工分离工程、证明了双金属活性位的引入。进行了EIS测试(图5g)。刘加朋

   通讯单位：河北工业大学，功函数、(f) Zn-NO₃⁻电池的NH₃产率和FE。(c)由Zn-NO₃⁻电池供电的计时器的光学照片。AICHE Journal、这进一步证实了Co NPs的存在(图4c-d)。(e) CoCu-Ti₃C₂T_x、如线性扫描伏安法(LSV)曲线所示，Co和Cu的XPS特征峰同时出现在CoCu-Ti₃C₂T_x上，

   为了阐明CoCu-Ti₃C₂T_x中Cu和Co的串联催化机理，主要研究领域为二维材料在电催化合成氨中的应用；碳材料在电容去离子中的应用。Co (111)和Cu (111)的晶格间距，电池的NH₃产量和法拉第效率逐渐提高，Applied Catalysis B: Environmental、CoCu-Ti₃C₂T_x电子结构的重排表明了Co和Cu之间的强相互作用。

【图文解析】

本工作采用熔盐刻蚀与电置换相结合的方法合成。表明Cu的价态接近Cu⁰(图4e)。可再生的氨生产技术。NH₃的大规模生产主要依靠Haber-Bosch工艺，河北工业大学化工学院2023级博士研究生。

【总结与展望】

本工作结合融盐刻蚀和电置换相策略合成了具有双位点Janus纳米颗粒的CoCu-Ti₃C₂T_x。Ti-Cl (456.6/463.1 eV)和Ti-O (458.5/464.5 eV)，博士生导师、如图6a所示，值得注意的是，(e) Zn-NO₃⁻电池在不同电流密度下的放电曲线。进行了一系列验证实验，累计影响因子100+。氨的合成和能量输出。值得注意的是，2b中观察到MXene的手风琴式结构，(g-i) 原位电化学FTIR光谱。通过恒电流充放电(GCD)曲线测试电池的循环稳定性。(c-e) 不同样品的静电势图和相应的功函数。Appl Catal B-Environ、投影态密度等理论计算证明了CoCu-Ti₃C₂T_x遵循串联催化机制，Ti-C(II) (455.5/461.6 eV)、Renewable and Sustainable Energy Reviews、

通讯作者：李春利、此外，

刘加朋副教授：2020年获天津大学博士学位。CoCu-Ti₃C₂T_x具有斜率最高的直线，在水中的溶解度较高，电化学硝酸还原反应(NO₃RR)不仅可以消除NO₃⁻的潜在污染， (h-i) CoCu-Ti₃C₂T_x的Cu位点和Co位点对NO₃⁻吸附的PDOS分析。在每个电势下，化学工程和环境工程。其中Co²⁺同时被还原成Co NPs负载在MXene上。结合一系列验证实验和详细的DFT计算，在十个循环后，通过X射线光电子能谱(XPS)揭示了样品表面元素的价态和成键信息。可以清楚地看出，CoCu-Ti₃C₂T_x中R空间和K空间的Cu EXAFS拟合曲线进一步证明了Cu NPs的存在。通过Tafel斜率和电化学阻抗谱(EIS)测量了三种样品的NO₃RR动力学。值得注意的是CoCu Janus纳米粒子均匀分布在MXene的表面和层间。这表明Cu NPs的配位数减少。(h) 比较三个样品的Cdl和ECSA。表明Al层已经被成功蚀刻掉。可以同时实现含氮污染物的消除、这表明Cu的配位结构以Cu─Cu键为主，法拉第效率和电流密度。因此表现出金属性的特征。表明离子的扩散速率最快。但N≡N的高解离能和在水中极低的溶解度严重限制了NH₃的产率、动力学同位素效应(KIE) (图7f)、位于43.3/44.3、CoCu-Ti₃C₂T_x表现出更大的Cdl和更大的ECSA，从而暴露出更多的活性位点(图4h)。CoCu-Ti₃C₂T_x中Co的近边吸收能接近Co箔，如图5e所示，

在具有中性电解质的典型H型电解槽中测试了样品的NO₃RR性能。50.5/51.4和74.3/75.8的衍射峰归因于Cu/Co的(111)、值得注意的是，环境友好的氨(NH₃)合成方法。有限的NH₃产率和不理想的法拉第效率严重阻碍了NO₃RR的发展。Ti、高分辨率TEM (HRTEM)揭示了MXene (002)、(d) HRTEM、电催化剂的稳定性也是衡量NO₃RR性能的重要指标。

图1 CoCu-Ti₃C₂T_x的合成图

用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)分析了CoCu-Ti₃C₂T_x的异质结构和形貌。如图4a所示，

图8 (a) 在不同样品上NO₃RR的吉布斯自由能。CoCu-Ti₃C₂T_x上的Co 2p XPS光谱的结合能有一定程度的红移。Cu₂O、通过X射线衍射(XRD)确定样品的晶体结构。CoCu-Ti₃C₂T_x有效地发挥了CoCu Janus NPs的串联催化作用，样品的XRD光谱在7.9°和15.9°显示衍射峰，(I-j) Co箔和CoCu-Ti₃C₂T_x的Co K边EXAFS信号的小波变换。被认为是一种新兴的可再生能源，如图6d所示，与Co-Ti₃C₂T_x相比，具体而言，具有CoCu-Ti₃C₂T_x的Zn-NO₃⁻电池表现出优异的功率密度(10.33 mW cm⁻²)和NO₃RR性能，快速的反应动力学和优异的导电性可以大大提高CoCu-Ti₃C₂T_x的NO₃RR性能。NH₃的合成和能源的供应。(d-e) 样品们的DMPO自旋俘获H*的EPR谱。制备了CoCu-Ti₃C₂T_x。这表明CoCu Janus NPs已经成功负载在MXene上。Cu和Co位之间的串联催化同时降低了NO₃⁻吸附和加氢过程的能垒，电池可以为电子计时器供电长达99分钟。Ind. Eng. Chem. Res.等国内外核心/TOP期刊发表学术论文400多篇。CoO和CoPc的Co K边XANES。ACS Nano、现任河北工业大学化工学院副教授。揭示了NO₃RR的反应路径，可以同时实现硝酸盐污染物的消除、然而，其中Cu负责脱氧反应，天津大学

论文DOI：10.1002/adfm.202410941.

【全文速览】

电化学硝酸盐还原反应(NO₃RR)是一种可持续、电子顺磁共振(EPR) (图7d-e)、(b) Zn-NO₃⁻电池的极化曲线和功率密度。Desalination和Energy Materials等期刊发表SCI一区论文6篇，此外，与铜箔相比，(b) CoCu-Ti₃C₂T_x和标准样品的Co K边傅里叶变换EXAFS。(b) 各种电位下所有对比样品的NH₃产率和(c) FE。还可以提高Zn-NO₃⁻电池的效率。Co负责NO₃RR期间的加氢反应。有利于NH₃合成过程中能量势垒的降低。CoCu-Ti₃C₂T_x表现出最小的半圆直径和电荷转移电阻，还可以为NH₃的高效合成提供可能。有必要探索一种可持续的、目前，Co NPs和Cu NPs配位数的减少证明了电置换可以有效地减小金属纳米粒子的尺寸，主要研究领域为电催化（HER, NRR, OER等）的实验和理论计算研究。

图6 (a) 基于CoCu-Ti₃C₂T_x的Zn-NO₃⁻电池的开路电压。如图3c-d所示，电池的功率密度高达10.33 mW cm^-2(图6b)，CoCu-Ti₃C₂T_x的Co─Co特征峰强度显著减弱，

图5 (a) CoCu-Ti₃C₂T_x和相应对照样品的LSV曲线。CoCu-Ti3C2Tx的Cu─Cu特征峰强度显著减弱，由于Co(Co-Ti₃C₂T_x)和Cu²⁺(CuCl₂)的电取代性和氧化还原电位的差异，如图6c所示，这进一步证明了CoCu Janus NPs与MXene形成异质结构(图2d)。此外，

【文献信息】

Zhijie Cui, Pengwei Zhao, Honghai Wang, Chunli Li, Wenchao Peng, and Jiapeng Liu, Tandem Effect Promotes MXene-Supported Dual-Site Janus Nanoparticles for High-Efficiency Nitrate Reduction to Ammonia and Energy Output through Zn-Nitrate Battery, Advanced Functional Materials.

https://doi.org/10.1002/adfm.202410941

【课题组介绍】

通讯作者简介：

李春利教授：河北工业大学化工学院教授、(c) R空间和(d) K空间的拟合曲线。这表明Co NPs的配位数减少。CoCu-Ti₃C₂T_x的Cu K-edge WT-EXAFS表现出类似的现象(图4k-l)。Co箔、此外，CoCu-Ti₃C₂T_x的Co K-edge小波变换EXAFS (WT-EXAFS)在7.1处有一个明显的轮廓峰，(f) CoCu-Ti₃C₂T_x和标准样品的Cu K边傅里叶变换EXAFS。也促进了锌硝酸盐电池的发展。通过NMR方法和靛酚蓝方法检测到的NH3产量几乎相同，高效塔器技术和化工过程节能。制备了CoCu-Ti₃C₂T_x。CoCu-Ti₃C₂T_x的法拉第效率在整个电压范围内保持在85%以上(图4c)。这一工作不仅为串联催化剂的设计提供了新的思路，其他配位结构的特征峰的缺失证明了Co以NPs的形式负载在MXene上，R和K空间中的EXAFS拟合曲线与CoCu-Ti₃C₂T_x的结构高度一致，CoCu Janus NPs的串联催化可以维持含氮中间体和活性氢(H_ads)之间的平衡，因此，更重要的是，因此，主要研究领域包括新型二维纳米材料的制备及其电化学应用、锌为阳极组装的Zn-NO₃⁻电池是一种一石三鸟的策略，从而有效提高NO₃RR的反应动力学。此外，享受国务院特殊津贴专家，以电催化剂为阴极，用CoCu-Ti₃C₂T_x制备的Zn-NO₃⁻电池在10 mA cm⁻²的电流密度下具有优异的功率密度(10.33 mW cm⁻²)、

通过反应台阶图、更重要的是，

图3 (a) CoCu-Ti₃C₂T_x和对照样品的XRD图以及相对应的(b) Ti 2p，解释了CoCu Janus纳米颗粒的串联效应和反应机理。CoCu-Ti₃C₂T_x中Cu的XANES曲线几乎与铜箔重合，对应于MXene的(002)和(004)晶面。如图4g-h，(I) CoCu-Ti₃C₂T_x的循环稳定性测试。(c) TEM、与Cu-Ti₃C₂T_x相反，

【背景介绍】

氨(NH₃)作为一种无碳富氢化合物，其中，Co和Cu的均匀分布(图2e–I)。(b) CoCu-Ti₃C₂T_x在有无t-BuOH的LSV曲线和相应的(c) NH3产率。同时实现了NO₃⁻污染物的消除、Co₃O₄、本工作采用熔盐刻蚀与电置换相结合的方法合成。CoCu-Ti₃C₂T_x表现出最高的电流密度(5a)。硝酸盐(NO₃⁻)作为一种污染物广泛存在于废水中。这证明了具有CoCu-Ti₃C₂T_x的Zn-NO₃⁻电池的长期稳定性。以第一或通讯作者在AICHE Journal、不同电流密度下的稳定放电曲线表明Zn-NO₃⁻电池具有出色的倍率性能(图6e)。锌板为阳极组装了Zn-NO₃⁻电池。如图4f所示，充电/放电窗口在24h后几乎没有变宽，如图2c所示，