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安長華/姚爽Nano Research：Ni基電催化劑的尺寸效應：電化學苯甲醇氧化

不同尺寸的鎳納米顆粒（Ni NPs）賦予其獨特的物理和化學性質，是開發高性能催化劑的典型策略。然而，金屬Ni-NPs對電催化性能的尺寸效應仍然不明確。

基于此，天津理工大學安長華教授和姚爽副教授（共同通訊作者）等人報道了他們通過控制熱解溫度合成了氮摻雜碳（NC）負載的具有不同尺寸的Ni-NPs，從而合成了Ni@NC-500（8.3 nm）、Ni@NC-280（1.9 nm）和Ni@NC-200（1.0 nm）。

研究發現，Ni@NC-200、Ni@NC-280和Ni@NC-500對電催化苯甲醇（BA）氧化具有尺寸依賴性，其中中間尺寸的Ni@NC-280具有最高的活性。通過電化學氧化苯甲醇（BA）的實驗表明，在Ni@NC-280、Ni@NC-200和Ni@NC-500上苯甲酸的產率分別為99%、82%、55%。

實驗結果和密度泛函理論（DFT）計算表明，改變Ni-NPs的尺寸可以顯著改變表面位點的性質，并通過影響電催化過程中反應物分子和Ni物種之間的鍵合模式來控制催化性能。其中，Ni@NC-280的中間樣品不僅通過π-鍵吸附苯環，而且暴露出角落和邊緣以促進OH基團的吸附和活化。該工作有助于理解金屬納米催化劑在電化學反應中的尺寸效應，并為設計高效電催化劑提供線索。

Size-effect on Ni electrocatalyst: The case of electrochemical benzyl alcohol oxidation. Nano Research, 2022, DOI: 10.1007/s12274-022-4679-6.

https://doi.org/10.1007/s12274-022-4679-6.

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