近日,中心在氨硼烷水解制氢方面取得重要进展,在Rare Metals上发表了题为“Ultrafine Ru nanoparticles anchored on core-shell structured zeolite-carbon for efficient catalysis of hydrogen generation”的研究论文。博士生魏跃伟为本文第一作者,赵永祥教授,王永钊教授和郑州大学李保军教授为共同通讯作者。
原文链接:(2023). https://doi.org/10.1007/s12598-022-02246-0
氨硼烷的水解脱氢作为一种潜在的液相制氢途径被广泛研究。由于氨硼烷溶液在环境条件下水解动力学较慢,需要高效稳定的催化剂来加速水解反应。钌基催化剂被认为是最有前景的催化剂之一。在本研究中,以葡萄糖为碳源,通过高温煅烧制备了碳包覆沸石载体。钌前驱体被硼氢化钠还原后成功制备负载型钌基催化剂(Ru/S-1@C)。由于金属与载体间的相互作用,该催化剂表现出优异的催化性能,在低表观活化能(Ea=36.8 kJ⋅mol-1)的环境条件下,催化剂的转换频率(TOF)可达892min-1。催化剂表面的碳层有效地限制了钌纳米颗粒在水解反应中的聚集,沸石对水的预活化和钌-沸石的相互作用加快了反应中水解离的限速步骤。此外,提出了关于氨硼烷水解的催化机理。本研究为催化剂的设计提供了新的策略,为氢能的发展提供了动力。