快速合成廉价CuMo纳米粒子高效催化氨硼烷水解产氢（英文）

在无表面活性剂和载体的情况下,使用硼氢化钠作为还原剂,简单快速地合成了Cu Mo非贵金属纳米粒子。采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、光电子能谱(XPS)和比表面积分析(BET)等方法详细地表征了所合成的CuMo纳米粒子,并在室温下将其用于催化氨硼烷水解产氢。所合成的Cu0.9Mo0.1纳米粒子对于氨硼烷水解制氢表现出优异的催化性能,在室温下其转化频率(TOF)达到14.9 min^(-1),在已报道的Cu催化剂中处于相对较高的值。这种简单的合成方法不仅仅局限于合成CuMo纳米粒子,还可以扩展到合成CuW(3.6 min^(-1))、CuCr(2 min^(-1))、NiMo(55.6 min^(-1))和CoMo(21.7 min^(-1))纳米粒子,它提供了一种普适的方法合成Cu-M(M=Mo,W,Cr)和TM-Mo(TM=Cu,Ni,Co)纳米粒子作为一系列新型催化剂用于氨硼烷水解。双金属纳米粒子增强的催化活性归因于应力和配体效应诱导的Cu-M纳米粒子的协同促进效果。

氨硼烷催化水解制氢

氢气作为全球公认的清洁能源载体,备受关注。寻找安全高效的储氢材料以转型到氢能社会是当前氢能应用面临最大的挑战之一。氨硼烷(NH3BH3,AB)具有非常高的储氢质量分数(19.6 wt%)和体积储氢密度(0.145 kgH2/L),因其在储氢和放氢性能方面的显著优势,被认为是一种颇具应用潜力的化学储氢材料。氨硼烷能够通过热解、醇解和水解放出氢气。其中,氨硼烷水解制氢可以通过催化剂进行可控放氢,且具有反应条件温和、不产生CO(易使催化剂中毒)等优点,被认为是一种安全高效和实用性强的制氢技术。本文简要介绍了氨硼烷的性质和合成,阐述了氨硼烷水解制氢的机理,综述了近年来氨硼烷水解制氢催化剂的研究进展,分析了碱对氨硼烷水解制氢的促进作用,并讨论了水解产物回收利用问题。

肼硼烷的合成及产氢

肼硼烷(N_2H_4BH_3,HB)的含氢量高达15.4 wt%,易于制备,物理化学性质稳定,是一种极具潜力的化学储氢材料。肼硼烷可以通过热解、醇解和水解产氢。特别是,通过水解其硼烷基和选择性裂解肼基实现完全产氢后,其对应的N_2H_4BH_3-3H_2O系统的有效理论质量储氢容量达10 wt%,远高于已知的氢源系统NaBH_4-4H_2O(7.3 wt%),NH_3BH_3-4H_2O(5.9 wt%)和N_2H_4·H_2O(8.0 wt%)。合适的催化剂是促使肼硼烷完全产氢的关键。本文简要地介绍了肼硼烷的合成与表征,重点综述了温和条件下肼硼烷的硼烷基水解和肼基分解产氢所使用的催化体系及其催化性能,对肼硼烷完全产氢的机理进行分析,并对肼硼烷催化产氢的应用前景进行展望。

水合肼分解产氢催化剂研究进展

氢气作为21世纪最具发展前景的清洁能源,一直备受关注.寻找安全高效的储氢材料以转型到氢能社会是当前面临的最大挑战之一.水合肼(N_(2)H_(4))·H_(2)O)具有高含氢量(w=8.0%),完全分解产氢副产物仅为氮气和水,被视为一种极具应用潜力的液相化学储氢材料.开发高效、高选择性的催化剂以催化水合肼完全分解,是研究水合肼分解产氢的关键.本综述总结了水合肼分解产氢催化剂的设计、合成及其催化性能.简要分析了肼分解的机理.此外,讨论了提高水合肼分解产氢催化剂的选择性和活性的策略,比如添加强碱助剂/碱性载体、形成合金、降低金属催化剂的结晶度、减小粒子尺寸、以及增强金属与载体相互作用.本研究进展可以为设计合成具有更高活性的氮基氢化物产氢催化剂提供指导和思路.