金属磷化物催化氨硼烷水解析氢

　　过渡金属磷化物，作为一种“准铂催化剂”，可以实现高效的氨硼烷水解，从而实现氢气的安全储存和快速释放。 然而，目前关于金属磷化物的电子结构如何影响其催化行为，并且OH-如何促进氨硼烷的水解的机制仍不是很清楚。中国科学院理化技术研究所的一个课题组通过对Ni2P的电子结构进行调控，并对其催化机理进行了深入研究，相关研究成果发表在2017年7月25日的《Energy & Environmental Science》上。 

　　该研究组发现Co掺杂的Ni2P表现出优于单金属磷化物Ni2P的催化活性。当金属钴与金属镍的摩尔比在1.3:0.7时，反应的TOF值达到58.4 mol(H2) mol (Ni0.7Co1.3P)^-1min^-1。近一步将Ni0.7Co1.3P分散于石墨烯表面后，反应的TOF值提高至109.4 mol(H2) mol(Ni0.7Co1.3P)^-1min^-1，领先于目前已报道的其它非贵金属催化剂。 

　　利用北京同步辐射装置的X射线吸收谱技术我们加深刻了对Ni2-xCoxP的电子结构变化的理解。相对于单金属磷化物，Ni2-xCoxP的电子结构得到了优化。随着掺杂金属Co的量的增加，金属中心到磷的电子转移增强，从而金属中心表现出更高的价态。另外，将Ni2-xCoxP分散在石墨烯上后，X射线吸收精细结构表明，Ni2-xCoxP到石墨烯也存在电子转移。 

　　氨硼烷作为一个极性分子，高价态的金属中心有利于促进催化剂对氨硼烷分子的吸附。并且通过密度泛函理论也证实了Ni2-xCoxP中电子结构的变化促进了对氨硼烷分子的吸附，Co的存在使得羟基活性增强，从而降低了氨硼烷水解反应的能垒。这一工作在X-MOL化学平台上被强调。 

　　（http://www.x-mol.com/news/10092） 

　　这项工作不仅丰富了非贵金属催化剂在氨硼烷水解领域的应用，而且加深了过渡金属磷化物的电子结构对氨硼烷水解的理解。 

　　发表文章: 

　　Chun-Chao Hou,？ Qiang Li, ？ Chuan-Jun Wang, Cheng-Yun Peng, Qian-Qian Chen, Hui-Fang Ye, Wen-Fu Fu* Chi-Ming Che, Núria López,* and Yong Chen*. Ternary Ni-Co-P Nanoparticles and Their Hybrids with Graphene as Noble-metal-free Catalysts to Boost the Hydrolytic Dehydrogenation of Ammonia-Borane. Energy Environ. Sci., 2017, 10, 1770-1776.