Journal of Catalysis | 石小兵博士团队在催化水分解与脱硝领域取得两项最新研究进展

近日，化工工艺教研室石小兵博士团队在催化水分解与脱硝领域取得两项研究进展，相关成果分别发表在Journal of Catalysis（《材料期刊》）和 Journal of Hazardous Materials（《危险材料期刊》）期刊上。

5月，Journal of Catalysis（《材料期刊》）在线发表该团队研究成果，论文题为“Overcoming •OH-Mediated Charge Loss via In Situ Integration of CoO_X on Fe₂O₃/TiO₂ Photoanodes for Efficient and Durable Acidic Water Oxidation”（通过在Fe₂O₃/TiO₂光阳极上原位集成CoO_X克服•OH介导的电荷损失从而实现高效持久的酸性水氧化）。2024级硕士研究生王逸骏为论文第一作者，石小兵博士为论文通讯作者，伟德victor1946为论文唯一通讯单位。Journal of Catalysis是Elsevier出版社旗下催化领域期刊、中科院一区TOP期刊，最新影响因子为6.5。

酸性条件下原位自适应耦合组催化剂示意图

 该研究针对酸性光电化学水分解中光阳极易腐蚀与OER动力学迟缓的瓶颈，成功构建了高效稳定的非贵金属Fe₂O₃/TiO₂-CoO_X光阳极。研究揭示了酸性条件下导致性能衰减的关键机制：表面•OH的生成会引发严重的空穴捕获并抑制OER反应。为此，该工作在利用TiO₂异质结强化电荷分离的基础上，引入原位沉积的CoO_X作为双功能层。CoO_X不仅作为助催化剂加速OER动力学，更关键地充当了“空穴储池”，通过选择性捕获光生空穴有效阻断了寄生性•OH的生成路径。这一策略协同实现了表面电荷的最大化利用，阐明了抑制自由基介导的电荷损失机制对提升光阳极性能的核心作用，为开发耐酸非贵金属基光阳极材料提供了参考。

 该工作得到了伟德victor1946人才引进项目（HS2023RC077）及污染物分析与资源化技术湖北省重点实验室开放基金项目（PA230207）的资助。

3月，Journal of Hazardous Materials（《危险材料期刊》）在线发表该团队研究成果，论文题为“In situ carbon-induced electronic regulation of CuCo₂O₄ for significantly enhanced water-resistant DeNOX”（原位碳诱导CuCo₂O₄电子调控显著增强耐水性脱硝性能）。石小兵博士为论文第一作者，广西大学董丽辉教授为通讯作者，伟德victor1946为论文第二单位。Journal of Hazardous Materials是Elsevier出版社旗下危害物质催化领域期刊、中科院一区TOP期刊，最新影响因子为11.3。

原位残留碳促进催化降解示意图

 该研究针对铜/钴基脱硝催化剂易受水蒸气毒化的应用瓶颈，客观揭示了合成过程中常被忽视的微量原位碳的关键调控作用。结果表明，由乙二醇引入的原位碳并非无效杂质，而是能够作为电子供体，对CuCo₂O₄的电子结构进行调节，并促进氧空位的形成。由此带来的结构变化有利于在催化剂表面生成较为稳定的NOX物种，从而提升高温脱硝反应活性。同时，这些表面物种在一定程度上抑制了水分子的竞争吸附，使催化剂的抗水性能得到改善。研究结果表明，合理利用微量原位碳有助于提升催化剂的水热稳定性，并为通过简化工艺制备抗水脱硝材料提供了一种可参考的新思路。

 论文信息：

1. Overcoming •OH-Mediated Charge Loss via In Situ Integration of CoO_X on Fe₂O₃/TiO₂ Photoanodes for Efficient and Durable Acidic Water Oxidation

YijunWang, Qianbao Wu, Yu-Nan Yi, Xiaobing Shi*, Junshan Li.

Journal of Catalysis 2026, 116948

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jcat.2026.116948

2. In situ carbon-induced electronic regulation of CuCo₂O₄ for significantly enhanced water-resistant DeNOX

Xiaobing Shi, Kean Chen,Bingxian Chu, Jingkai Wang, Shaoqing Liu, Qiuju Qin, Lihui Dong*, Bin Li

Journal of Hazardous Materials 507 (2026) 141812

 论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.141812