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我院王虹力副教授、迟悦副教授在《Applied Catalysis B: Environmental》期刊上发表研究论文

发布者:材料科学信息管理员发布时间:2019-05-30浏览次数:320

我院王虹力副教授、迟悦副教授在《Applied Catalysis B: Environmental》期刊上发表研究论文

材院网讯(通讯员 张京京)近日,我院王虹力副教授、迟悦副教授以共同第一作者身份在国际顶级期刊《Applied Catalysis B: Environmental》(影响因子11.69)上发表题目为“Enhancing Formic Acid Dehydrogenation for Hydrogen Production with the Metal/Organic Interface”的文章。文章阐述了十大网赌靠谱平台网站赵占奎教授团队在制备绿色甲酸制氢用新型高活性催化剂的研究中取得的重要进展。赵占奎教授为本文通讯作者,十大网赌靠谱平台网站先进结构材料教育部重点实验室为第一通讯署名单位。  

氢能作为一种清洁、安全、高效的理想的二次能源倍受人们青睐,解决氢气的存储和运输问题成为氢能发展的关键。甲酸由于其无毒,能量密度高,液态易加注,稳定性好,便于安全储存和运输等优点被认为是实现氢能社会所需的极具潜力的储氢材料候选者。寻求高效率的催化剂促使甲酸分解产氢是推动其实用化进程的关键和难点。目前甲酸制氢用催化剂主要是贵金属(钯、金和银等)作为活性组分,而贵金属催化剂的成本昂贵,这严重限制了催化剂的大规模使用。此外,纳米级催化剂普遍存在的活性位点的分散度低和尺寸大等问题使其催化活性受到了很大程度的影响。

针对以上问题,此项工作通过简易的湿化学法设计并制备了3-氨丙基三乙氧基硅烷功能化环糊精(M-β-CD-A)担载CrPd纳米颗粒,并将其应用于催化甲酸分解制氢反应中。得益于CrPd纳米颗粒与M-β-CD-A衬底之间界面(金属/有机界面)的强相互作用,Cr0.4Pd0.6/M-β-CD-A在催化甲酸分解制氢反应中表现出优异的活性和100%的氢气选择性,反应在不含任何添加剂的条件下,323 K下的初始转化频率(TOF)高达5771 mol H2 mol Pd-1 h-1,明显高于大多数类似反应条件下的异相催化剂。经进一步研究发现,金属/有机界面的相互作用可以有效调控金属纳米颗粒的电子结构,粒径尺寸和颗粒分散,进而优化其催化性能。此外,Cr的引入不仅能够通过协同效应改善Pd的电子结构从而提高催化剂的活性,而且能够降低催化剂的成本。

该成果为甲酸制氢用高效率、低成本催化剂的设计开拓了新的思路,同时为含有金属/有机界面的异相催化剂在能源与环境领域的应用提供了更多机会。

该研究得到了国家自然科学基金(51601018, 51608050, 51671035)的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2019.117776


审核人 赵占奎