近日，44118太阳成城集团金放鸣教授课题组和日本理化学研究所(RIKEN)生物功能催化研究组、韩国基础科学研究院(KBSI)合作，在选择性反硝化研究方面取得重要进展。

近年来，过量地使用氮肥以及化石燃料的燃烧导致严重的氮污染。传统的细菌反硝化是当前的主要手段，可高选择性地将硝酸根和亚硝酸根还原为氮气，但需要的条件比较苛刻，强酸或强碱的环境都不利于微生物的生长，并且后处理比较麻烦。如何利用可再生能源(如电能)选择性地实施反硝化来加速地球氮循环平衡已成为可持续发展目标(SDGs)的一项重要任务。

反硝化的路径较长，副产物多，且涉及多质子多电子转移步骤。如何选择性地生成目标产物将是电催化剂设计所面临的巨大挑战。

本着改善地球氮资源循环高端理念，金放鸣教授课题组联合日本理化学研究所(RIKEN)生物功能催化研究组以及韩国基础科学研究院(KBSI)，合成出仿生催化剂含氧硫化钼，并在温和的中性条件下将亚硝酸根离子转化为氮气分子。研究发现，通过调节电解液的pH可以调控质子与电子的相对转移速度，得到不同构型的催化活性中间体，从而改变产物的选择性，氮气的选择性达到最高纪录13.5%。上述成果以“Selective Electrocatalytic Reduction of Nitrite to Dinitrogen Based on Decoupled Proton–Electron Transfer”为题发表在Journal of the American Chemical Society，该论文的第一作者为博士生何道平。

未来可通过进一步提高氮气的选择性，将其作为新的脱氮技术与微生物处理技术一起使用来处理污水。同时也可以作为从废液中合成氨以及有机物氧化新技术。