近日，华南师范大学工学部电子科学与工程学院（微电子学院）陈福明教授团队的李敏章特聘副研究员在利用硝酸盐还原反应驱动快速海水淡化方面取得重要进展。相关成果以“Fast Seawater Desalination Driven by Efficient Nitrate Reduction via Bimetallic Iron/Zinc Polyphthalocyanine Frameworks”为题发表在国际知名学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。我院特聘副研究员李敏章、硕士研究生王伟为论文共同第一作者，我院陈福明教授、云南大学郭璐副研究员和澳大利亚悉尼大学陈元教授为论文共同通讯作者，华南师范大学为第一完成单位。论文链接：https://url.scnu.edu.cn/record/view/index.html?key=55a66056c18c898baeb8750424a3a848 

图1. 论文首页信息

淡水资源短缺和水源中硝酸盐污染是环境可持续性面临的关键挑战，该研究通过将海水淡化与双金属Fe/Zn聚酞菁框架材料驱动的硝酸根还原反应（NO₃RR）耦合来解决这两大问题。该材料作为高效NO₃RR催化剂，可将硝酸盐选择性还原为氨（NH₃），进一步将NO₃RR集成到电催化脱盐装置中，实现了从海水中获取淡水并同步去除污染水中的硝酸盐生成有价值的NH₃。原位光谱研究和理论计算表明，Fe聚酞菁框架中引入的Zn-N₄单元可调控Fe-N₄位点的d带中心，从而增强NO₃⁻吸附和*H生成，使转换频率（TOF）提高3.22倍，并实现高选择性NH₃还原。优化后的Fe₈Zn₁PPc在宽电位范围（−0.55至−0.95 V vs. RHE）内NH₃法拉第效率超过97%，在−0.85 V vs. RHE时NH₃产率达2.68 mmol h⁻¹ cm⁻²，且稳定运行超过120小时，性能优于已报道的Fe基NO₃RR催化剂。该脱盐装置的盐去除速率（1326.92 µg cm⁻² min⁻¹）在目前报道的脱盐方法中最高，并成功进行了10次将天然海水淡化至饮用水（离子去除率99%）的测试研究。该研究为可持续水处理和海水淡化提供了创新解决方案。

图2. 双金属Fe/Zn聚酞菁框架材料的NO₃RR催化机理研究

李敏章特聘副研究员自2022年9月入职华南师范大学以来，以第一作者或通讯作者在Angewandte Chemie International Edition, Journal of Cleaner Production, Desalination, ChemSusChem等期刊发表SCI论文多篇。相关研究工作得到了广东省自然科学基金、中国博士后科学基金、国家外国专家个人类项目（Y类）以及华南师范大学青年教师培育基金等项目的支持。