Ni基电催化剂的尺寸效应：电化学苯甲醇氧化

不同尺寸的镍纳米颗粒（Ni NPs）赋予其独特的物理和化学性质，是开发高性能催化剂的典型策略。然而，金属Ni-NPs对电催化性能的尺寸效应仍然不明确。

基于此，天津理工大学安长华教授和姚爽副教授（共同通讯作者）等人报道了他们通过控制热解温度合成了氮掺杂碳（NC）负载的具有不同尺寸的Ni-NPs，从而合成了Ni@NC-500（8.3 nm）、Ni@NC-280（1.9 nm）和Ni@NC-200（1.0 nm）。

研究发现，Ni@NC-200、Ni@NC-280和Ni@NC-500对电催化苯甲醇（BA）氧化具有尺寸依赖性，其中中间尺寸的Ni@NC-280具有最高的活性。通过电化学氧化苯甲醇（BA）的实验表明，在Ni@NC-280、Ni@NC-200和Ni@NC-500上苯甲酸的产率分别为99%、82%、55%。

实验结果和密度泛函理论（DFT）计算表明，改变Ni-NPs的尺寸可以显著改变表面位点的性质，并通过影响电催化过程中反应物分子和Ni物种之间的键合模式来控制催化性能。其中，Ni@NC-280的中间样品不仅通过π-键吸附苯环，而且暴露出角落和边缘以促进OH基团的吸附和活化。该工作有助于理解金属纳米催化剂在电化学反应中的尺寸效应，并为设计高效电催化剂提供线索。