NiPd/TiO2催化剂的制备及催化甲酸分解制氢
Preparation of NiPd/TiO2 and its catalysis on formic acid decomposition to hydrogen generation
吴慧 1郑君宁 2左佑华 2许立信 2叶明富 1万超3
作者信息
- 1. 安徽工业大学 化学与化工学院,安徽 马鞍山 243000;南开大学 先进能源材料化学教育部重点实验室,天津 300071;宁德师范学院 绿色能源与环境催化福建高校重点实验室,福建 宁德 352100
- 2. 安徽工业大学 化学与化工学院,安徽 马鞍山 243000
- 3. 安徽工业大学 化学与化工学院,安徽 马鞍山 243000;南开大学 先进能源材料化学教育部重点实验室,天津 300071;常州大学 江苏省绿色催化材料与技术重点实验室,江苏 常州 213164;浙江大学 化学工程与生物工程学院,浙江 杭州 310058
- 折叠
摘要
高效、清洁且无毒无害的催化剂是实现以甲酸(HCOOH)为化学储氢材料分解制氢的重点.首先,通过水热法 453 K下制备了TiO2 载体;然后,通过浸渍法将活性组分Ni、Pd负载到TiO2 载体上合成了NiPd/TiO2催化剂.采用SEM、TEM、N2 吸附-脱附、XRD、XPS、UV-Vis DRS对催化剂样品进行了表征.探究了由不同n(Ni)∶n(Pd)制备的催化剂对催化甲酸分解制氢性能的影响.结果表明,NiPd金属粒子对TiO2 的改性不仅扩大了TiO2的光吸收范围,还有助于电荷分离,加速光催化反应的进行.在光照下,当NiPd/TiO2催化剂中n(Ni)∶n(Pd)=2∶8时,催化剂的反应转化频率(TOF)最大,为3528 h-1(323 K下),甲酸分解的活化能(Ea)为53.9 kJ/mol.
Abstract
Efficient,clean,non-toxic and non-hazardous catalysts are key to achieve hydrogen production from the decomposition of formic acid(HCOOH),a chemical hydrogen storage material.In this research,NiPd/TiO2 catalysts were synthesized by impregnating active components Ni and Pd onto TiO2 carrier,which was prepared by hydrothermal method at 453 K,and characterized by SEM,TEM,N2 adsorption-desorption,XRD,XPS and UV-Vis DRS.The influence of n(Ni)∶n(Pd)on the catalytic performance of NiPd/TiO2 for formic acid decomposition to hydrogen production was investigated.The results showed that the modification of TiO2 by NiPd metal particles enlarged the light absorption range of TiO2,contributed to charge separation while accelerated the photocatalytic reaction.Under the light condition,the NiPd/TiO2 catalyst prepared with n(Ni)∶n(Pd)=2∶8 exhibited the largest reaction transition frequency(TOF)of 3528 h-1 at 323 K,with activation energy(Ea)of formic acid decomposition of 53.9 kJ/mol.
关键词
NiPd催化剂/甲酸/分解制氢/TiO2/光照Key words
NiPd catalysts/formic acid/hydrogen production by decomposition/TiO2/light引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金青年基金(22108238)
国家自然科学基金联合项目(U22A20408)
国家级大学生创新创业训练计划(2022)(202210360037)
中国博士后科学基金面上项目(2019M662060)
中国博士后派出项目(PC2022046)
中国博士后特别资助站中项目(2020T130580)
安徽省自然科学基金青年基金(1908085QB68)
江苏省绿色催化材料与技术重点实验室项目(BM2012110)
绿色能源与环境催化福建省高等学校重点实验室开放基金(FJ-GEEC202204)
出版年
2024
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