镍基材料作为甲醇氧化反应（MOR）催化剂已被广泛研究。 NiOOH 的形成及其还原为 Ni(OH)2 通常被认为是甲醇氧化的重要步骤。然而，在这种间接途径中，质子耦合电子转移的效率从根本上受到从 Ni(OH)2 到 NiOOH 来回转变速率的限制。

在此，广东省科学院Fuxian Wang展示了 MoO₃/Ni(OH)₂ 上的直接 MOR 途径，而不形成 NiOOH 介体。

文章要点

1）MoO₃/Ni(OH)₂ 在 1.52 V vs. RHE 下表现出 1000 mA cm⁻² 的基准电催化 MOR 电流密度，具有接近 100% 的法拉第效率，优于所有最先进的 MOR 电催化剂。

2）原位拉曼光谱证实，MoO₃/Ni(OH)₂ 上的电催化 MOR 过程中不会形成 NiOOH。密度泛函理论计算表明，MoO₃/Ni(OH)₂ 中的 Ni²⁺ 作为甲醇吸附位点，而掺杂的 Mo⁶⁺ 在捕获去质子化的 H· 方面发挥着关键作用。受益于Mo−Ni的协同效应，CH₂O*→CHO*+H*过程的能垒显着降低，避免了NiOOH的形成并导致直接MOR。

研究揭示了一种不依赖于 NiOOH 形成的直接电化学 MOR 途径，并提供了一种调节 MOR 中间过程势垒的简便策略。

参考文献

Hui Cheng, et al, Direct Electrocatalytic Methanol Oxidation on MoO3/Ni(OH)2: Exploiting Synergetic Effect of Adjacent Mo and Ni, J. Am. Chem. Soc., 2023

https://doi.org/10.1021/jacs.3c09399