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近日，我?；瘜W工程聯(lián)合國家重點實驗室在氨硼烷水解制氫Pt催化劑的設(shè)計與優(yōu)化研究工作中取得重要進展，相關(guān)研究論文“Mechanistic Insight into Size-Dependent Activity and Durability in Pt/CNT Catalyzed Hydrolytic Dehydrogenation of Ammonia Borane”以通訊形式發(fā)表在《美國化學會志》上（J. Am. Chem. Soc.，2014，DOI：10.1021/ja509778y；鏈接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja509778y）。
氫是一種清潔、高效的理想能量載體，以氫氣為燃料的質(zhì)子交換膜燃料電池是能源轉(zhuǎn)化的重要途徑，可移動、分布制氫是實現(xiàn)質(zhì)子交換膜燃料電池廣泛應(yīng)用的技術(shù)關(guān)鍵。氨硼烷水解制氫因原料儲氫密度大、反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)生的氫氣純度高等優(yōu)點，具有重要的開發(fā)價值。Pt/C催化劑是該過程的高效催化劑。氨硼烷水解反應(yīng)簡單，因而是研究Pt/C催化劑設(shè)計與優(yōu)化的理想反應(yīng)體系。 周興貴教授課題組博士研究生陳文堯、青年教師段學志等和挪威科技大學陳德教授合作，針對氨硼烷水解制氫Pt催化劑，通過反應(yīng)動力學分析與模型計算，揭示了Pt催化劑的粒徑效應(yīng)根源，確認Pt（111）是主要活性面，并表明1.8nm Pt具有最高的催化活性；同時發(fā)現(xiàn)Pt顆粒粒徑和形貌的變化以及活性表面被含硼物種覆蓋是催化劑失活的主要原因。此外，在排除Pt粒徑效應(yīng)的前提下，研究了氨硼烷水解Pt/C催化劑的載體效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)碳載體的表面化學尤其缺電子的表面缺陷是影響Pt催化性能的主要因素（Chem. Commun. 2014, 50: 2142-2144）。上述研究結(jié)果對氨硼烷水解制氫過程開發(fā)和Pt/C催化劑設(shè)計與優(yōu)化具有重要的指導作用。 本工作得到了“化學反應(yīng)工程科學與技術(shù)”引智計劃、國家自然科學基金等資助。 |
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