通過(guò)闡明金屬和載體之間的關(guān)系來(lái)創(chuàng)建活性位點(diǎn)來(lái)提高金屬催化劑的質(zhì)量活性和耐久性是一個(gè)主要的挑戰(zhàn)。本研究將超細(xì)鈀納米顆粒(Pd NPs)負(fù)載在堿化的Ti
3C
2 (alk-Ti
3C
2)上，獲得一個(gè)活性界面集團(tuán)。Pd負(fù)載量為1.0 wt.%的Pd/alk-Ti
3C
2催化劑在氨硼烷(AB)水解反應(yīng)中表現(xiàn)出最高的活性，初始翻轉(zhuǎn)頻率為230.6 min
-1。綜合分析表明，鈀和alk-Ti
3C
2產(chǎn)生了集團(tuán)激發(fā)效應(yīng)。alk-Ti
3C
2的羥基化調(diào)控鈀的局部配位環(huán)境。分別由缺電子載體alk-Ti
3C
2和富電子Pd組成的鈀原子聚集體和-OH基團(tuán)輕松地激活了水和氨硼烷。界面活化進(jìn)一步保證了Pd/alk-Ti
3C
2界面氫的高效生成。該工作為開(kāi)發(fā)高活性的氨硼烷水解貴金屬催化劑開(kāi)辟了新的途徑。
圖1制備Pd/alk-Ti
3C
2復(fù)合材料示意圖
圖2 (a) Ti
3C
2、alk-Ti
3C
2、Pd/alk-Ti
3C
2的XRD分析，Pd加載量為1.0 wt.%。(b) Ti
3C
2， (c) alk-Ti
3C
2， (d) 1.0 wt.% 負(fù)載量的Pd/alk-Ti
3C
2的SEM圖像。(e, f) 1.0 wt.% Pd/alk-Ti
3C
2的TEM圖像，(g) 1.0 wt.% Pd/alk-Ti
3C
2的HRTEM圖像。(h) Pd (i)， O (j)， Ti (k)， C (l)分別為1.0 wt.%的Pd/alk-Ti
3C
2的HAADF-STEM圖像和相應(yīng)的EDX映射。
圖3 Ti
3C
2、alk-Ti
3C
2和Pd/alk-Ti
3C
2的Raman譜圖，(b) Ti
3C
2、alk-Ti
3C
2和Pd/alk-Ti
3C
2的FT-IR譜圖。Pd/alk-Ti
3C
2和Pd催化劑的Pd3d (c)， c1s (d)。Pd/alk-Ti
3C
2的Ti 2p (e)， O 1s (f)的XPS譜。
圖4. (a) Pd/alk-Ti
3C
2、Pd和alk-Ti
3C
2水解AB的產(chǎn)氫時(shí)間，(b) AB水解時(shí)對(duì)應(yīng)的rB值，(c) Pd/alk-Ti
3C
2在不同溫度下水解脫氫的催化活性，(d)不同溫度下對(duì)應(yīng)的Arrhenius圖和rB。(e, f) Pd/alk-Ti
3C
2催化劑水解AB的循環(huán)性能。(g) Pd/alk-Ti
3C
2、Pd/CeO
2、Pd/C、Pd/TiO
2、Pd/GO、Pd/Al
2O
3、Pd/g- C
3N
4催化劑AB水解制氫的比較(h)對(duì)應(yīng)的TOF值。
圖5 NH
3BH
3 (a)和H
2O (b)在alk-Ti
3C
2, Pd (111)， Pd/alk-Ti
3C
2表面的能量分布。NH
3BH
3 (c)在alk-Ti
3C
2, Pd (111)， Pd/alk-Ti
3C
2上的解離路徑和過(guò)渡態(tài)，H
2O (d)在alk-Ti
3C
2, Pd (111)， Pd/alk-Ti
3C
2上的解離路徑和過(guò)渡態(tài)。(e) Pd/alk-Ti
3C
2催化劑上AB水解可能的反應(yīng)機(jī)理。
相關(guān)科研成果由河南理工大學(xué)劉寶忠教授，卞琳艷老師等人于2021年發(fā)表在ACS Sustainable Chemistry & Engineering（https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c04249）上。原文：Ensemble-Exciting Effect in Pd/alk-Ti
3C
2 on the Activity for Efficient Hydrogen Production。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)
.jpg)
