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过渡金属磷化物在催化反应中的稳定性

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利用太阳能等可再生能源分解水制氢是解决人类目前的环境污染和能源短缺危机的重要途径。开发高效率、持久性和低成本催化剂是制备绿色、清洁氢能的关键。过渡金属磷化物作为一类可以代替贵金属催化剂的化合物，在太阳能制氢领域引起了人们的广泛关注。然而过渡金属磷化物在极端条件下稳定差的特点限制了其工业级别大规模应用。本文综述了过渡金属磷化物的物化性质、制备方法、催化反应中的稳定性和稳定性提升策略。过渡金属磷化物稳定性下降的原因是其与水或者氧等发生反应，自身被氧化为金属氧化物或者氢氧化物，同时低价磷被氧化为磷酸盐，溶于反应介质，导致过渡金属磷化物中的磷流失。采用载体极性改性、表面包覆保护层、掺杂等保护手段可以提升过渡金属磷化物在反应中的稳定性。
Stability of Transition Metal Phosphide in Catalytic Reactions
To take advantage of renewable energy such as solar energy to split water to hydrogen is an important solution to address the environmental pollution and energy shortage crisis.The development of highly efficient,robust,and low-cost catalysts is the key to the production of green and clean hydrogen energy.Transition metal phosphides(TMPs),as kinds of composites that can replace noble metal catalysts,have attracted wide attention in the field of solar hydrogen production.However,the poor stability of TMPs under harsh reaction condition limits their large-scale application at industrial level.In this paper,the physicochemical properties,preparation methods,stability in catalytic reactions and stability improvement strategies of TMPs are reviewed.The reason for the decline of stability of TMPs is that they could react with H2O or O2,and TMPs are oxidized to metal oxides or hydroxides,Meanwhile the low valence phosphorus is oxidized to phosphate and dissolved in the reaction medium,resulting in the loss of phosphorus in TMPs.The stability of TMPs could be improved by means of tuning the polarity of support surface,coating protective layer,and doping foreign elements.

transition metal phosphidephysicochemical propertiespreparation methodstability enhancement strategies

杨博、吕功煊、马建泰

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中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室 兰州 730000

中国科学院大学 北京 100049

兰州大学化学化工学院 兰州 730000

过渡金属磷化物 物化性质 制备方法 稳定性增强策略

科技部重点研发项目国家自然科学基金项目国家自然科学基金项目国家自然科学基金项目甘肃省自然科学基金项目兰州化物所青年合作基金项目中国科学院引才计划青年项目(B类)研究所特聘人才计划项目

2022YFB380360022272189221022002230221222JR5RA105HZJJ23-01E40149YBE101A7SY

2024

10.7536/PC231008

化学进展
中国科学院基础科学局,化学部,文献情报中心 国家自然科学基金委员会化学科学部

化学进展

CSTPCD北大核心
影响因子：1.079
ISSN：1005-281X
年,卷(期)：2024.36(7)