電催化甘油氧化反應（GOR）是將生物質副產(chǎn)品轉化為高附加值化學品的有效途徑，但現(xiàn)有催化劑的氧化活性和轉化率較低。基于此，中國科學院上海硅酸鹽研究所施劍林院士和崔香枝研究員等人報道了通過Ni取代Co₃O₄中的八面體Co³⁺，可控的制備了NiCo₂O₄/NF雙金屬氧化物納米陣列，其在高電流密度（E₃₀₀=1.42 V，E₆₀₀=1.62 V）下具有優(yōu)異的GOR催化活性，在1.42 V下具有97.5%的總法拉第效率（FE）（FE_{formic acid}=89.9%和FE_{glycolic acid}=7.62%）。

GOR/析氫耦合雙電極電解槽電壓比50 mA cm^?2下的水分解電壓低約299 mV，同時該電解槽在1.75 V下穩(wěn)定運行200 h以上，能耗降低16.9%，在陽極獲得高附加值產(chǎn)品。

通過DFT計算，作者研究了Co₃O₄/NF和NiCo₂O₄/NF對GOR的潛在活性來源。Co₃O₄/NF對甘油（-0.984 eV）和OH*（0.415 eV）的吸附能分別增加到NiCo₂O₄/NF的-1.151（Co_Oh位點）和0.756 eV（Ni_Oh位點），表明Ni的引入可以優(yōu)化甘油和OH*的共吸附性能。

在整個反應過程中，Co₃O₄/NF的速率決定步驟（RDS）是C₃H₆O₃*轉化為C₃H₅O₃*（步驟6→7），絕對速率階能為1.38 eV，而NiCo₂O₄/NF的RDS為CH₂O₂*解吸（步驟19→20），絕對速率階能為1.00 eV。與Co₃O₄/NF相比，Ni的引入促進了GOR熱力學。結果表明，在Co₃O₄/NF中引入Ni可顯著優(yōu)化甘油和OH*的共吸附行為，降低了RDS能壘，從而實現(xiàn)了優(yōu)異的GOR性能。

Controllable Electron Distribution Reconstruction of Spinel NiCo₂O₄ Boosting Glycerol Oxidation at Elevated Current Density. Adv. Funct. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adfm.202306995.