CuCo/BNNSs纳米催化剂对固态储氢材料氨硼烷水解的催化性能

采用共还原法将CuCo双金属负载到通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助离子插层法制备的少层氮化硼纳米片(BNNSs)上,获得了平均粒径为2.7 nm且高度分散的铜钴/氮化硼纳米片(CuCo/BNNSs)纳米催化剂。通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和高分辨率透射电镜(HRTEM)对载体及催化剂的结构及形貌进行表征,并研究了CuCo/BNNSs的催化性能。研究发现,由于Cu、Co、BNNSs和OH-之间高效的四重效应协同使得Cu0.5Co0.5/BNNSs纳米催化剂在室温、pH=14条件下对氨硼烷(AB,NH3BH3)水解释氢具有极高的催化活性。转化频率(TOF)值达到104.52 molH2·molmetal^-1·min^-1,且CuCo/BNNSs纳米催化剂具有良好的稳定性,6次循环利用后仍保持较高催化活性。

氮化硼纳米片负载Pd（OAc）2催化剂的制备及催化微波辅助Heck反应

以液相超声剥离的氮化硼纳米片(BNNSs)为载体,通过表面羟基、氨基、席夫碱共价功能化后与Pd^2+配位,制备负载型催化剂Pd@BNNSs-Schiff,并将该催化剂应用于微波辅助的Heck反应.通过傅里叶红外光谱(FTIR)、激光拉曼(Raman)光谱、X射线衍射(XRD)、同步热分析(TGA)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和元素分布分析(EDS mapping)对催化剂的结构和形貌进行了表征.结果表明,当苯乙烯与碘苯摩尔比为1.25∶1,溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,缚酸剂为三乙胺,催化剂Pd用量为0.08%(质量分数)时,以450 W功率微波辐射20 min收率最高为95.6%;催化活性明显优于以相同方法制备的催化剂Pd@GO-Schiff(78.3%)(GO=氧化石墨烯);Pd@BNNSs-Schiff循环利用6次后仍具有较高的催化活性,参照催化剂在循环3次后活性明显降低,7次后失活.

Mo掺杂对CuCo/BNNSs纳米复合材料催化氨硼烷水解活性的影响

本实验采用共还原法合成了Mo掺杂的非晶态CuCoMo/氮化硼纳米片(记为CuCoMo/BNNSs)复合催化剂,BNNSs通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助氢氧化钠结晶法剥离获得。通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及选区电子衍射(SAED)等对纳米复合催化剂的结构和形貌进行表征,并考察了Mo掺杂对CuCoMo/BNNSs纳米复合催化剂催化氨硼烷(AB)水解产氢活性的影响。结果表明:Mo作为给电子体将电子转移到CuCo NPs,从而增强了催化剂内部金属间的相互作用,提高了催化剂的催化性能。活性测试表明,非晶态(CuCo)0.85 Mo 0.15/BNNSs纳米复合催化剂在室温及pH=14条件下对AB水解产氢的催化活性极高,转化频率(TOF)值高达179.17 mol H 2·mol-1 metal·min-1,首次证明了非晶态CuCoMo NPs是催化AB水解过程中的关键活性组分。这种电子转移不局限于CuCoMo NPs,可以扩展到CuCoW(156.77 mol H 2·mol-1 metal·min-1)和CuCoCr(125.42 mol H 2·mol-1 metal·min-1)NPs。本工作结合表征及实验结果对纳米复合催化剂用于AB水解的催化机理进行了分析。