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暨南大学高庆生教授课题组以三种Pd纳米晶体为模型催化剂，即立方体(cubes)、菱形十二面体(RDs)和八面体(Octs)，系统研究了在糠醛(FAL)电催化加氢反应中的晶面效应。为了确保电催化加氢活性与晶面真实结构之间可靠的关联性，首先使用电化学CO置换法去除了Pd纳米晶上残余的表面活性剂(卤素离子等)。以生成产物糠醇的比活性为评价依据，Pd纳米晶在FAL电加氢中的活性遵循Octs > cubes > RDs的顺序，即晶面活性顺序为{111} > {100} > {110}。实验和理论动力学分析表明，在Pd表面电加氢反应符合基于竞争吸附模型的Langmuir-Hinshelwood加氢机制，加氢反应速率和*FAL与*H结合能之间的差值(BEFAL‒BEH)正相关。与Pd(100)和Pd(110)相比，Pd(111)得益于相对较强的吸附*H能力和较弱的吸附*FAL能力，表现了更高的晶面活性和糠醇得率，因为这两种吸附物在Pd(111)共存，有利于加氢反应的表面反应步骤，提高了加氢活性。从热力学角度分析，*H在Pd(111)上更容易进攻FAL中的羰基，反应生成糠醇分子，而不是形成H2脱附，这同样有利于提高电催化加氢效率。可见，*H和*FAL的表面吸附态是电催化加氢反应的关键因素，它们之间的竞争关系决定了加氢或析氢反应途径。

糠醛（FAL）是一种可以通过糖脱水获得的生物质平台分子，其加氢到糠醇可以作为研究电催化加氢的模型反应。然而，如何深入理解电极多相界面上的催化机理仍存在诸多挑战。为了更好地理解电催化加氢和催化剂表面结构之间的构效关系，本文以三种钯基纳米晶为模型催化剂，系统研究了FAL电催化加氢反应中的晶面效应。

通过HPLC和GC分析可以确定，主要产物为糠醇（FOL）和H2，ECH和HER之间存在明显的竞争关系。在三种Pd NCs中，Pd Octs对糠醛加氢的法拉第效率最高，在-0.55 V下能高达95.3%。为了评估ECH的电催化活性，我们基于CO溶出实验得到Pd纳米晶ECSA值，进一步将糠醇的产生速率归一化，得到活性表面积比活性的顺序：Octs > cubes > RDs，即晶面顺序为{111} > {100} > {110}。值得注意的是，纳米晶的形貌和晶面分布在电催化反应之后仍然得以保留，说明在整个反应过程中晶面效应的有效性。

通过将工作电极的几何面积归一化糠醇电流密度(jFOL, geo)，可发现该值与[FAL]initial呈对数相关关系。

在[FAL]initial=2.5~75 mM的范围内，观察到lnjFOL,geo和ln[FAL]initial是一个火山型曲线。这表明了不同的反应级数和动力学模型依赖于糠醛浓度。这种反应模型与前人基于竞争吸附总结的Langmuir-Hinshelwood机理相符合。基于该模型可以推导出，在实际反应条件下，加氢反应速率和*FAL与*H结合能之间的差值(BEFAL‒BEH)正相关，与实验结果十分吻合。

本文以钯基纳米晶为模型，系统研究了其在糠醛电催化加氢反应中的晶面效应。以生成产物糠醇的比活性为评价依据，Pd纳米晶在电加氢中的活性遵循Octs > cubes > RDs的顺序，即晶面顺序为{111} > {100} > {110}。与Pd(100)和Pd(110)相比，Pd(111)得益于相对较强的*H和较弱的*FAL，表现了更高的晶面活性和糠醇得率。综上，该工作对电催化加氢反应的催化剂晶面效应提出了清晰认识，相关结论加深了对电催化合成基础理论的理解。

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