核壳结构Cu@CoW的合成和对硼氨配合物水解的催化性能

分别以硼氨配合物和硼氢化钠为还原剂合成了核壳结构的Cu@CoW三元合金催化剂和非核壳结构的CuCoW三元合金催化剂,25℃下,Cu_0.4@Co_0.5W_0.1三元合金催化剂对于硼氨配合物水解反应的TOF（转换频率）值达到0.3690mol_H2·mol_cat^-1·s^-1,明显高于非核壳结构的Cu_0.4Co_0.5W_0.1催化剂,接近Pt、Pd等贵金属的催化活性,反应的活化能为49kJ·mol^-1。与非核壳结构的CuCoW合金相比,核壳结构的Cu@CoW三元合金催化剂的催化性能及稳定性均有明显提高。     

核壳结构Cu@CoCr的合成和对硼氨配合物水解的催化性能

通过一步法原位合成了核壳结构的Cu@CoCr三元合金催化剂,该合成方法条件温和、步骤简便。25℃下,Cu0.4@Co0.5Cr0.1三元合金催化剂对于硼氨配合物水解反应的TOF值达到0.242 0 molH2.moLcat-1.s-1,接近Pt、Pd等贵金属的催化活性,反应的活化能仅为35 kJ.mol-1,5次重复使用后仍能保持初始活性的35%。与非核壳结构的CuCoCr合金相比,核壳结构的Cu@CoCr三元合金催化剂的催化性能及稳定性均有明显提高。此外材料自身具有磁性,可进行磁分离,适合于实际应用。     

核壳结构镍的制备及催化性能

利用软化学方法制备出了聚苯乙烯(PS)/镍核壳结构和纳米镍催化剂, 并利用SEM和XRD对材料的形貌和结构进行了表征. 将上述催化剂应用于亚甲基蓝染料加氢反应, 一步实现染料褪色和硼氢化钠水解制氢. 研究表明, 核壳结构极大地提高了镍的催化能力. 在相同条件下, 核壳结构镍的加氢催化效率是纳米镍的1.42倍, 产氢效率是纳米镍的4.76倍, 这说明核壳结构在催化领域具有一定的优势.     

Rh/N-GMCs纳米催化剂的制备及其催化氨硼烷水解产氢性能研究

本实验通过高温焙烧三聚氰胺和葡萄糖混合物制备出具有独特层状结构的氮掺杂石墨相炭材料(N-GMCs)。再以N-GMCs为载体采用浸渍-还原法将金属Rh负载到载体表面,最终制得Rh/N-GMCs催化剂。结果表明,Rh与NGMCs之间存在强的金属-载体相互作用,Rh的负载量为0.4%时,反应转化频率(TOF)值达到峰值,此时0.4%Rh/NGMCs催化剂的TOF为645.3 min^–1,该催化剂上氨硼烷水解的活化能(E_a)为54.0 k J/mol,氨硼烷脱氢速率随氨硼烷浓度和催化剂浓度呈现正相关,该催化剂循环10次之后,催化活性未明显下降,表明该催化剂具有较好的循环稳定性。     

快速合成廉价CuMo纳米粒子高效催化氨硼烷水解产氢

Noble-metal-free CuMo nanoparticles (NPs) without surfactant or support have been facilely prepared using NaBH₄ as a reducing agent. The as-prepared CuMo nanocatalysts were characterized using X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), selected area electron diffraction (SAED), inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy (ICP-AES), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area measurements, and used as catalysts for the hydrolysis of ammonia borane (AB, NH₃BH₃) at room temperature. The as-synthesized Cu_0.9Mo_0.1 NPs exhibited a high activity towards the hydrolysis of AB with a turnover frequency (TOF) of 14.9 min^-1, a higher value than that reported for Cu catalysts. Our synthesis is not limited to CuMo NPs alone, but can easily be extended to CuW (3.6 min^-1), CuCr (2 min^-1), NiMo (55.6 min^-1), and CoMo (21.7 min^-1) NPs, providing a general approach to Cu-M (M = Mo, W, Cr) and TM-Mo (TM = Cu, Ni, Co) NPs as a series of novel catalysts for the hydrolysis of AB. The enhanced activity of bimetallic NPs may be attributed to the synergistic effects of the Cu-M NPs induced by the strain and ligand effects.     

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。     

催化氨硼烷水解制氢研究进展

当前,世界范围内的能源利用面临着巨大的挑战,开发绿色洁净能源十分重要。通过水解氨硼烷制备清洁可再生的氢气是解决能源问题的有效途径之一。选择合适的催化剂有效提高制氢效率是氨硼烷水解制氢的关键,开发高效安全的催化剂一直是该领域研究的重点和热点。本文从影响氨硼烷水解制氢反应中催化剂催化性能的因素出发,综述了活性金属组分和载体在催化剂制备过程中以及催化氨硼烷制氢反应中的作用。最后,对催化氨硼烷水解制氢过程所存在的问题以及今后的发展进行了总结和展望。     

硼掺杂对稀土贮氢合金相结构和电化学性能的影响

研究了用B掺杂替代Al对AB5型稀土贮氢合金相结构和电化学性能的影响。对M1Ni3．55Co0．75Mn0.4Al0．3-xBx（x=0，0．1，0．2，0．3）合金的研究结果表明：掺B后贮氢合金出现了CeCo4B第二相，导致贮氢合金的电化学容量下降；随B含量的增加和Al含量的减少，氢的扩散系数明显上升，合金的极化电阻减小，合金的高倍率放电性能和低温性能得到明显改善。     

双核银配合物的合成,结构和性质

双核银配合物的合成、结构和性质杨瑞娜，谢文刚，王冬梅，侯益民，薛宝玉，金斗满（河南比学研究所，郑州４５０００３）关于低氧化态金属的化学，双取代烷基膦是最常被采用的配体￣［１］，在这一化学分支的发展中它们起到了重要的作用，本文首先合成了双齿膦配体：双二...     

纳米Ag@SiO_2核壳结构的表面等离子体共振效应对铕配合物的荧光增强作用(英文)

分别制备了二氧化硅壳层厚度为10、25和80 nm的三种Ag@S O2纳米粒子,合成了铕与不同比例苯甲酸根(BA)的配合物、铕与1,10-邻菲罗啉(phen)及2,2′-联吡啶(bpy)的配合物,并对其进行表征.表征结果推测配合物的组成为Eu(BA)nCl3-n·2H2O(n=1,2,3)、Eu(phen)Cl3·2H2O和Eu(bpy)Cl3·2H2O.配合物的荧光光谱显示,在加入Ag@Si O2纳米粒子后,复合物的荧光强度有不同程度的增加,这可能是由于表面等离子体共振造成的.不同硅壳厚度的Ag@Si O2纳米粒子的荧光增强顺序是25 nm80 nm10 nm,这表明二氧化硅核壳厚度约25 nm时有较强的表面等离子体共振效应.此外,在这些复合物中,Eu(phen)Cl3·2H2O复合物的增强效果是最强的,而Eu(BA)nCl3-n·2H2O的增强效果是最弱的.在三个苯甲酸铕配合物中,Eu(BA)3·2H2O的增强效果最弱,其他两个苯甲酸铕复合物增强效果相对较好.原因可能是含氮配合物(Eu(phen)Cl3·2H2O和Eu(bpy)Cl3·2H2O)可以和Ag@SiO2更好地成键,而苯甲酸铕配合物和Ag@Si O2纳米粒子的作用相对较弱.Ag@SiO2纳米粒子有望应用于增强稀土材料的发光.     

Facile Synthesis of Platinum–Cerium(IV) Oxide Hybrids Arched on Reduced Graphene Oxide Catalyst in Reverse Micelles with High Activity and Durability for Hydrolysis of Ammonia Borane

Highly dispersed Pt‐CeO₂ hybrids arched on reduced graphene oxide (Pt‐CeO₂/rGO) were facilely synthesized by a combination of the reverse micelle technique and a redox reaction without any additional reductant or surfactant. Under a N₂ atmosphere, the redox reaction between Ce³⁺ and Pt²⁺ occurs automatically in alkaline solution, which results in the formation of Pt‐CeO₂/rGO nanocomposites (NCs). The as‐synthesized Pt‐CeO₂/rGO NCs exhibit superior catalytic performance relative to that shown by the free Pt nanoparticles, Pt/rGO, Pt‐CeO₂ hybrid, and the physical mixture of Pt‐CeO₂ and rGO; furthermore, the nanocomposites show significantly better activity than the commercial Pt/C catalyst toward the hydrolysis of ammonia borane (NH₃BH₃) at room temperature. Moreover, the Pt‐CeO₂/rGO NCs have remarkable stability, and 92 % of their initial catalytic activity is preserved even after 10 runs. The excellent activity of the Pt‐CeO₂/rGO NCs can be attributed not only to the synergistic structure but also to the electronic effects of the Pt‐CeO₂/rGO NCs among Pt, CeO₂, and rGO.     

纳米晶态硼化钴的合成及其催化氨硼烷高效制氢

采用简单的煅烧工艺合成了纳米硼化钴(CoB)晶体,并首次研究了纳米CoB晶体在氨硼烷溶液水解制氢过程中的催化活性。研究发现,纳米CoB晶体具有较高的催化活性,在室温条件下其转换频率(TOF)为35.3 mol_H2·mol_cat^-1·min^-1,优于同等条件下贵金属Pt催化剂(TOF=29.3 mol_H2·mol_cat^-1·min^-1)。此外,循环测试8次后纳米硼化物晶体的催化制氢性能没有发生衰减。进一步研究发现CoB表面的Co⁰物种是催化制氢的活性位点,而表面的B物种位点能够有效辅助Co⁰位点实现协同催化氨硼烷制氢。     

纳米晶态硼化钴的合成及其催化氨硼烷高效制氢

采用简单的煅烧工艺合成了纳米硼化钴(CoB)晶体,并首次研究了纳米CoB晶体在氨硼烷溶液水解制氢过程中的催化活性。研究发现,纳米CoB晶体具有较高的催化活性,在室温条件下其转换频率(TOF)为35.3mol_H2·mol_cat^-1·min^-1,优于同等条件下贵金属Pt催化剂(TOF=29.3mol_H2·mol_cat^-1·min^-1)。此外,循环测试8次后纳米硼化物晶体的催化制氢性能没有发生衰减。进一步研究发现CoB表面的Co⁰物种是催化制氢的活性位点,而表面的B物种位点能够有效辅助Co⁰位点实现协同催化氨硼烷制氢。     

多孔碳负载镍纳米颗粒的制备及催化氨硼烷水解制氢

合成了蜂窝状的分级多孔碳,并以多孔碳为载体通过浸渍-化学还原法制备碳载镍(Ni/C)作为催化氨硼烷水解制氢的催化剂。采用XRD、BET、SEM、Raman、TEM等手段对样品进行了表征并研究了Ni/C室温催化性能。结果显示,多孔碳比表面积高达737 m2·g-1,具有部分石墨化结构;负载的非晶态镍纳米颗粒平均粒径约为10 nm,均匀分布在碳基材。碳载镍对氨硼烷水解反应具有良好的催化活性,镍负载量为30wt%时催化性能最佳,298 K温度下放氢速率达到1 304.67 m L·min-1·g-1,活化能为29.1 k J·mol-1,并且具备一定的催化稳定性,表明Ni/C可作为一种廉价高效的催化剂应用于催化氨硼烷水解制氢。     

多孔碳负载镍纳米颗粒的制备及催化氨硼烷水解制氢

合成了蜂窝状的分级多孔碳,并以多孔碳为载体通过浸渍-化学还原法制备碳载镍(Ni/C)作为催化氨硼烷水解制氢的催化剂。采用XRD、BET、SEM、Raman、TEM等手段对样品进行了表征并研究了Ni/C室温催化性能。结果显示,多孔碳比表面积高达737 m²·g^-1,具有部分石墨化结构;负载的非晶态镍纳米颗粒平均粒径约为10 nm,均匀分布在碳基材。碳载镍对氨硼烷水解反应具有良好的催化活性,镍负载量为30wt%时催化性能最佳,298 K温度下放氢速率达到1 304.67 mL·min^-1·g^-1,活化能为29.1 kJ·mol^-1,并且具备一定的催化稳定性,表明Ni/C可作为一种廉价高效的催化剂应用于催化氨硼烷水解制氢。     

Skeletal Ni Catalysts Prepared from Amorphous Ni–Zr Alloys: Enhanced Catalytic Performance for Hydrogen Generation from Ammonia Borane

Skeletal Ni catalysts were prepared from Ni–Zr alloys, which possess different chemical composition and atomic arrangements, by a combination of thermal treatment and treatment with aqueous HF. Hydrogen generation from ammonia borane over the skeletal Ni catalysts proceeded efficiently, whereas the amorphous Ni–Zr alloy was inactive. Skeletal Ni prepared from amorphous Ni₃₀Zr₇₀ alloy had a higher catalytic activity than that prepared from amorphous Ni₄₀Zr₆₀ and Ni₅₀Zr₅₀ alloys. The atomic arrangement of the Ni–Zr alloy also strongly affected the surface structure and catalytic activities. Thermal treatment of the amorphous Ni–Zr alloys at a temperature slightly lower than the crystallization temperature led to an increase of the number of surface‐exposed Ni atoms and an enhancement of the catalytic activities for hydrogen generation from ammonia borane. The skeletal Ni catalysts also showed excellent durability and recyclability.     

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。