化工学院一课题组在氨硼烷水解制氢领域取得重要进展
发布人: 发布时间: 2014-11-26 作者: 访问次数: 93

        近日,我校化学工程联合国家重点实验室在氨硼烷水解制氢Pt催化剂的设计与优化研究工作中取得重要进展,相关研究论文“Mechanistic Insight into Size-Dependent Activity and Durability in Pt/CNT Catalyzed Hydrolytic Dehydrogenation of Ammonia Borane”以通讯形式发表在《美国化学会志》上(J. Am. Chem. Soc.,2014,DOI:10.1021/ja509778y;链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja509778y)。

 

        氢是一种清洁、高效的理想能量载体,以氢气为燃料的质子交换膜燃料电池是能源转化的重要途径,可移动、分布制氢是实现质子交换膜燃料电池广泛应用的技术关键。氨硼烷水解制氢因原料储氢密度大、反应条件温和、产生的氢气纯度高等优点,具有重要的开发价值。Pt/C催化剂是该过程的高效催化剂。氨硼烷水解反应简单,因而是研究Pt/C催化剂设计与优化的理想反应体系。

        周兴贵教授课题组博士研究生陈文尧、青年教师段学志等和挪威科技大学陈德教授合作,针对氨硼烷水解制氢Pt催化剂,通过反应动力学分析与模型计算,揭示了Pt催化剂的粒径效应根源,确认Pt(111)是主要活性面,并表明1.8nm Pt具有最高的催化活性;同时发现Pt颗粒粒径和形貌的变化以及活性表面被含硼物种覆盖是催化剂失活的主要原因。此外,在排除Pt粒径效应的前提下,研究了氨硼烷水解Pt/C催化剂的载体效应,发现碳载体的表面化学尤其缺电子的表面缺陷是影响Pt催化性能的主要因素(Chem. Commun. 2014, 50: 2142-2144)。上述研究结果对氨硼烷水解制氢过程开发和Pt/C催化剂设计与优化具有重要的指导作用。

本工作得到了“化学反应工程科学与技术”引智计划、国家自然科学基金等资助。