近来，中国科学技术大学合肥微标准物质科学国家试验室和化学与资料科学学院曾杰教授课题组在非贵金属纳米催化剂CuNi合金纳米晶研发上获得重要发展。研讨人员经过在一步组成法中运用吗啉硼烷作为复原剂，成功制备了CuNi合金八面体和立方体，并在A偶联反响中研讨了CuNi合金晶面和组分与其催化功能之间的构效联系，试验依据效果得出Cu立方体的催化活性显着高于其它晶面和组分的CuNi合金纳米晶。结合理论核算，研讨人员发现Cu立方体的高活性源于外表能和催化活性位点的竞赛机制。该效果以“Ratio-ControlledSynthesisofCuNiOctahedraandNanocubeswithEnhancedCatalyticActivity”为题宣布在《美国化学会志》上[J.Am.Chem.Soc.2015,137(44),pp14027–14030]，论文的一起榜首作者是硕士生王梦琳和博士生王梁炳。

　　非贵金属纳米晶催化剂因为其质料来历广、成本低而引起科研人员的广泛重视。但是，非贵金属的复原电势远低于贵金属的复原电势，合金中不同金属的复原电势一般相差较大，因而制备非贵金属合金相较于贵金属而言对试验条件要求更为严苛。此外，暴露在溶液和空气中的金属合金纳米晶易于被氧化，难以构成特定的外表晶面。因而，制备出外表晶面和组分可控的非贵金属合金纳米晶催化剂是一项极具应战性的课题。

　　针对上述应战，研讨人员使用富氢试剂吗啉硼烷在分化过程中快速产氢的特性，经过调理反响动力学别离组成出了CuNi合金八面体和立方体纳米晶。在A3偶联反响中，暴露出{100}晶面的CuNi合金立方体催化活性高于暴露出{111}晶面的八面体，且催化活性关于合金组分呈现出火山模型。结合密度泛函理论，研讨人员发现在同一组分下，{100}晶面的外表能高于{111}晶面的外表能，导致立方体的催化活性高于八面体。在相同晶面下，纳米晶的外表能随Cu份额的下降而升高，而且外表能与催化活性成正相关联系；但是在催化过程中，因为Cu供给A3偶联反响的催化活性位点，当Cu份额过低时，催化剂中活性位点大幅度削减，导致催化活性的下降。因而，火山模型的构成是因为合金纳米晶催化剂外表能与催化活性位点竞赛的效果。该项研讨对规划和开发外表晶面和组分可控的非贵金属纳米晶具有指导意义。

　　该研讨得到了科技部青年973方案、国家自然科学基金、国家国家立异人才方案青年项目等项目的赞助。