氯气是一种关键的工业化学品，全球年产量超过8800万吨，在制药、聚合物合成、污水处理和纸浆漂白中都发挥着核心作用。目前工业阳极存在成本高昂、析氧反应竞争严重及纳米颗粒稳定性差等局限性，严重阻碍其大规模应用。因此，开发贵金属含量低、选择性高和稳定性好的析氯反应催化剂具有重要意义。

针对该问题，化学实验221班本科生张琪琪同学自大二以来加入化学与分子工程学院王磊、肖振宇老师课题组进行科研攻关，采用创新策略在聚多巴胺纳米球表面吸附Co²⁺和Ru³⁺，再对其进行高温煅烧，制备了CoRu@CN催化剂（图1）。

图1. CoRu@CN制备流程图。

实验表明，该催化剂在5 M NaCl（pH = 2）溶液中展现出卓越的CER性能，电流密度达到100 mA cm⁻²时过电位低至154 mV，塔菲尔斜率为68.18 mV dec⁻¹，析氯选择性高达97-99%，同时电化学活性表面积提升了3.8倍（图2）。这主要源于钴与钌之间的创新协同作用，并通过氮诱导的电子调控进一步增强，共同促进了富缺陷结构的形成；而这些结构作为高活性位点，可以实现高效电子转移，促进析氯反应的发生。同时，氮掺杂碳载体通过金属-氮配位不仅能抑制纳米颗粒的团聚和相分离，还能增强导电性，使催化剂在100小时测试后仍保持99.3%活性。

图2. Co@CN、Ru@CN、CoRu@PDA、CoRu@CN及RuO2的CER性能。 (a) LSV曲线, (b) 塔菲尔图, (c) Cdl曲线, (d) ECSA值, (e) CER性能综合对比, (f) i-t稳定性测试。

该研究成果近期以A strain-modulated CoRu alloy supported on nitrogen-doped carbon nanospheres for defect-driven industrial chlorine evolution electrocatalysis为题，发表在中科院化学一区期刊Inorganic Chemistry Frontiers上，论文共同第一作者为化学与分子工程学院本科化学22级张琪琪和本院研22级研究生张波。

近年来，化学院积极引导本科生参加科研工作，学生在导师指导下深入实验室开展课题研究，有效提高了自身的创新能力与科研素养，推进了创新型本科人才建设发展。