设计一种在碱性析氢反应（HER）中具有高本征活性和稳定性的超小型镍（Ni）-基纳米材料的合成方法是一个重大挑战。基于此，青岛科技大学王磊教授和赖建平教授（共同通讯作者）等人报道了通过快速（60 s）、简单、不含表面活性剂的无溶剂微波还原方法，合理设计了一系列负载在碳纳米管（CNTs）上的贵金属掺杂超小尺寸（4 nm）M-Ni/NiO（M=Ir、Ru、Pd）纳米颗粒，其量大（>1 g）和产率高（82.7％）。通过优化组成和成分，电化学测试结果表明，15 wt% Ir-Ni/NiO@CNT在1.0 M KOH电解液中在电流密度为10 mA cm-2时具有较低的过电位。此外，15 wt% Ir-Ni/NiO@CNT的转化频率（TOF）值达到了2.51 s-1，交换电流密度达到了4.34 mA cm-2，表明纳米催化剂具有突出的内在催化活性。更重要的是，由于微波反应后纳米颗粒与CNT之间的强相互作用，该催化剂在长期电化学测试中表现出优异的稳定性。密度泛函理论（DFT）进一步证明，NiO表面有利于Volmer步骤中OH*的吸附，而Ni倾向于吸附H*，协同促进水分解过程。通过添加Ir加速了Heyrovsky步骤，提供了H*吸附转化和H2沉淀位点，共同促进了HER过程。该工作将为大规模生产用于HER的高性能Ni-基电催化剂提供有价值的贡献和启发。Systematic Engineering on Ni-Based Nanocatalysts Effectively Promote Hydrogen Evolution Reaction. Small, 2022, DOI: 10.1002/smll.202108072.https://doi.org/10.1002/smll.202108072.
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