了解电催化剂在阳极上的亲核氧化反应（NOR）中的作用，以代替水分解过程中的析氧反应（OER），对于制氢和有机电合成的发展至关重要。

近日，湖南大学王双印教授报道了将β-Ni(OH)₂和NiO作为模型电催化剂，其在OER过程中的结构演化相对明确。

文章要点

1）采用透射电子显微镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）表征了OER和NOR过程中的结构演变。同时，采用operando电化学阻抗谱（EIS）、原位拉曼光谱和原位X射线吸收光谱（XAS）对NOR机理进行了表征。利用飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）对NOR过程中标记在亲核分子中的氢同位素进行示踪。

2）结合实验表征和密度泛函理论（DFT）计算结果，研究人员提出了β-Ni(OH)₂和NiO的不同NOR途径，并且NOR的活性来源是具有亲电晶格氧的β-Ni(OH)O和具有亲电吸附氧的NiO(OH)_ads。

3）基于β-Ni(OH)₂独特的涉及晶格氧的NOR途径，研究人员设计了一种精准的修饰策略，通过调节晶格氧配体环境来提高NOR活性。

总之，该研究确定了NOR活性的起源并提出了电催化剂的设计原理，这为NOR的开发和有机电合成的工业应用提供了理论指导。

Chen et al., Activity Origins and Design Principles of Nickel-Based Catalysts for Nucleophile Electrooxidation, Chem (2020)

DOI：10.1016/j.chempr.2020.07.022

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.07.022