高效催化劑的研發(fā)對于氫能的可持續(xù)利用至關(guān)重要。在本文中，我們使用N摻雜的二維材料MXene (Ti
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x)作為支持氨硼烷(AB)水解產(chǎn)氫的Ru/Ti
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x催化劑。由于Ti3C
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x的約束和錨定作用，制備的Ru/Ti
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x催化劑粒徑為1.55 nm，在298 K⋅時(shí)，AB水解活性為297 × 103 mL⋅min
−1g
Ru− 1，周轉(zhuǎn)頻率(TOF)為1334 min
−1，。XPS結(jié)果表明，Ti
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x載體中摻雜的N原子在反應(yīng)中為Ru提供電子供給效應(yīng)，形成富電子Ru。同位素實(shí)驗(yàn)證實(shí)了Ru/Ti
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x催化的AB水解反應(yīng)中，水的解離是速率決定步驟(RDS)。根據(jù)密度泛函理論(DFT)計(jì)算，Ti
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x中引入的N原子降低了H
2O分子中O-H鍵的解離能，加速了H*在Ti
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x表面的解吸。本研究提供了一種通過N摻雜增強(qiáng)載體與金屬之間協(xié)同作用的策略，從而有效提高多相催化劑的催化性能。
圖1. Ru/Ti
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x催化劑的形貌表征。
圖2 Ru/Ti
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x催化劑的XPS分析。
圖3. Ru/Ti
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x催化劑的產(chǎn)氫性能分析。
圖4 Ru/Ti
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x催化劑的產(chǎn)氫機(jī)制分析。
相關(guān)科研成果由河南理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院Linyan Bian和Baozhong Liu等于2023年發(fā)表在Fuel (https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.127445)上。原文：Nitrogen doping excited Ru and Ti
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x support for hydrogen generation from ammonia borane。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
