近日，我院马东伟教授团队应国际顶级期刊 《Nature Protocols》邀请在线发表了题为 “Testing, quantification, in situ characterization and calculation simulation for electrocatalytic nitrate reduction” （电催化硝酸盐还原全流程标准化操作协议）的文章（Nat Protoc (2025). https://doi.org/10.1038/s41596-025-01289-8）。

电催化硝酸盐还原（NO₃RR）研究中涉及的物理化学与功能表征技术示意图

硝酸盐电还原（NO₃RR）近年来成为绿色氮化学的重要研究方向，不仅为应对全球水体硝酸盐污染提供解决方案，同时为在常温常压下“绿色合成”氨（NH₃）、羟胺（NH₂OH）等高价值氮化合物打开了新路径。与传统 Haber–Bosch 工艺相比，NO₃RR 具备可分布式、可再生能源驱动、可处理废水并回收资源等优势，因而被视为能源化工与环境治理交叉领域的前沿热点。然而，这一方向长期面临两大问题：一是缺乏标准化实验流程，导致不同研究之间的数据难以横向比较；二是缺乏统一的原位/操作表征框架，使反应机理难以被有效捕获与验证。

针对这两大核心难题，近日我校马东伟教授、北京航空航天大学刘利民教授、天津大学张兵教授等多家科研机构联合组成的研究团队，应国际顶级期刊 Nature Protocols邀请在线发表了相关研究的系统性成果。该研究构建了迄今为止最全面、最系统、最标准化的电催化硝酸盐还原全流程操作规范，涵盖材料表征、反应监测、产物检测、原位/操作谱学以及密度泛函理论模拟等多个关键环节。论文的发表标志着该领域首次拥有可复用、可比较、可追踪的统一方法体系，为全球氮循环、电催化合成及环境处理研究提供了重要技术基础。

该成果第一完成单位为淮北师范大学物理与电子工程学院，淮北师范大学马东伟教授、北京航空航天大学刘利民教授、天津大学张兵教授为论文的共同通讯作者。该项研究得到了淮北师范大学高层次人才启动项目、安徽省教育厅优秀科研与创新团队、国家自然科学基金等的支持。

《Nature Protocols》是由Nature出版集团于2006年6月创办的季刊（Quarterly），该期刊采用菜谱式格式发布经同行评审的实验协议，涵盖生物化学、细胞生物学、基因组学等30余个技术领域，要求投稿内容具有科研应用价值且经过完整实验验证。截至2024年数据显示，其影响因子达14.8，JCR分区为生化研究方法领域Q1区，年平均发文量约142篇。