随着工业化进程的加速，海洋环境正面临严峻挑战。高电离能有机污染物因其化学稳定性高、难以降解，成为治理的重点难题。这些污染物不仅威胁海洋生态系统，还可能通过食物链影响人类健康。与此同时，全球能源需求持续增长，开发清洁、可持续的能源技术迫在眉睫。传统的污染治理方法往往依赖高能耗或贵金属催化剂，成本高昂且效率有限。

近日，河南大学王新海和胡旭东团队开发了一种通过将Ni和Mn两种金属原子嵌入氧掺杂的硼氮框架中(Ni-Mn@OBN)，成功实现了高效降解高电离能污染物和电解海水制氢的双重功能。实验表明，Ni-Mn@OBN 能显著吸附并降解海水中高电离能有机污染物，尤其是那些难以处理的硝基化合物和苯类污染物。在模拟阳光照射下，Ni-Mn@OBN 的制氢性能远超商业铂催化剂，仅需43.8 mV的超低过电位即可实现500 mA cm^-2的工业级电流密度。这意味着它能在更低的能耗下实现更高的氢能产出效率。

研究中一个令人惊喜的发现是，高电离能污染物不仅能被高效降解，还能在降解过程中释放电子，进一步促进氢能的生成。这种“协同效应”使得污染物降解与氢能生产形成了良性循环：污染物的降解为制氢提供了额外的驱动力，而高效的制氢过程又加速了污染物的分解。通过理论计算和实验验证，研究团队揭示了海水中的电解质对催化剂性能的影响。这些离子通过静电作用增强了催化剂表面的电荷极化效应，进一步提高了污染物的吸附效率和制氢速率。

这项研究不仅在实验室中取得了突破性成果，还展示了巨大的工业应用潜力。Ni-Mn@OBN催化剂在模拟海水中表现出优异的稳定性，经过 1200 小时的连续运行，其性能几乎未下降。更重要的是，它的制氢效率和污染物降解能力在多种复杂条件下均表现出色，为实际应用提供了坚实的技术支撑。

随着全球对清洁能源和环境保护的需求日益增长，这种“污染治理+氢能生产”的双功能催化剂有望成为未来海洋污染治理和能源转型的关键技术。它不仅能降低污染治理的成本，还能为氢能经济的发展提供新的动力。

Theory-Guided Design of Surface-Enhanced Ni–Mn Diatomic Site Catalysts for Efficient Seawater Electrolysis via the Degradation of High Ionization Potential Organic Pollutants

Xudong Hu, Shuo Cheng, Usman Farooq, Izaz Ul islam, Xinhai Wang

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202505094