乙醇氧化反应（EOR）是许多清洁能源电化学系统中的经济途径，例如乙醇燃料电池和制氢中的阳极反应。铂等贵金属因其卓越的电化学性能而成为 EOR 的基准催化剂。为了提高可持续性和产品选择性，镍 (Ni) 基电催化剂被认为是贵金属 EOR 的有前途的替代品。尽管镍基电催化剂可以避免中间中毒，但其性能在很大程度上受到其相对较高的起始电位的限制。因此，EOR通常与析氧反应（OER）竞争工作电位，导致EOR效率较低。

近日，威斯康星大学麦迪逊分校Xudong Wang用不同类型的表面配体合成了一系列具有不同形貌和帽的超薄2D Ni(OH)₂纳米颗粒。

文章要点

1）所有NSs都表现出了高效的三次采油催化性能，其中离散的Ni(OH)₂ NSS的提高幅度最大。在10 mA cm⁻²时，提高采收率的起始电位为1.4V，过电位为230 mV。当电流密度为107.7 mA cm⁻²时，1.78V时获得了最高的性能。

2）这一改进归功于化学吸附的ODAM_chem配体。由于ODAM_chem层形成了亲醇的表面化学环境，在碱性电解液中的EOR动力学比OER更有利，乙醇在催化剂表面的扩散和吸附速度更快。

3）研究还发现，氯仿可以去除Ni(OH)2表面的被动ODAM_ads配体，进一步提高1.94 V下的EOR活性，达到163.8 mA cm⁻²。研究将继续探索更好的表面活性剂头基，为Ile NS的生长提供更稳定的亲醇层。

这项研究为开发高效、低成本的电催化剂提供了机会，通过二维几何结构和表面配体的修饰，可以显著提高醇的氧化和其他有机电催化反应的效率。它可以为广泛的能源和环境应用提供与表面相关的动力学的基本见解。

参考文献

Ziyi Zhang, et al, Surface Ligand Modification on Ultrathin Ni(OH)2 Nanosheets Enabling Enhanced Alkaline Ethanol Oxidation Kinetics, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c05014

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c05014