CoP-TiO的制备及其光催化氨硼烷水解制氢性能

作     者：许立信 康梦奇 周洋 谢婧 郝思雨 万超 

作者机构：安徽工业大学化学与化工学院 南开大学先进能源材料化学教育部重点实验室 常州大学江苏省绿色催化材料与技术重点实验室室 浙江大学化学工程与生物工程学院 

出 版 物：《精细化工》 (Fine Chemicals)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 081704[工学-应用化学] 081705[工学-工业催化] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金项目(22108238) 面上基金项目(22478001) 联合项目(U22A20408) 安徽省自然科学基金青年基金项目(1908085QB68) 中国博士后面上项目(2019M662060) 派出项目(PC2022046) 特别资助站中项目(2020T130580) 江苏省绿色催化材料与技术重点实验室(BM2012110) 2022、2023年国家级大学生创新创业训练计划项目(202210360037、S202310260212) 生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心开放基金资助项目(BWPU2023KF06) 安徽省高校优秀青年科研项目(2024AH030008) 安徽省科技厅优秀青年基金(2408085Y005) 

主　　题：磷化钴 二氧化钛 氨硼烷 水解制氢 光催化 

摘      要：Co(NO3)2·6H2O与钛酸四丁酯通过混合焙烧法得到了产物Co-TiO2，然后其与NaH2PO2按不同质量比混合研磨焙烧，制备了一系列过渡金属磷化物催化剂(CoP-TiO2)。采用SEM、TEM、XRD、XPS和UV-Vis DRS对催化剂的微观形貌和结构组成进行了表征。将CoP-TiO2用于催化氨硼烷（AB）水解制氢，通过控制变量法，考察了m(NaH2PO2)∶m(Co-TiO2)、有无可见光照、反应温度、AB浓度对CoP-TiO2催化AB水解制氢性能的影响，并测试了催化剂在最佳反应条件下的循环稳定性。结果表明，由m(NaH2PO2)∶m(Co-TiO2)＝2∶1制备的催化剂2CoP-TiO2表现出最佳的催化性能，在可见光照射、反应温度为298 K的条件下，20 mg 2CoP-TiO2催化60 mL浓度为0.5 mol/L AB水溶液水解制氢，转化频率（TOF）最高，为38.7 min–1，反应的活化能为46.4 kJ/mol。2CoP-TiO2具有良好的循环稳定性，经过5次循环测试后，其催化AB水解制氢的反应时间没有明显增加。磷的引入降低了带隙能量，从Co-TiO2的2.70 eV降至2CoP-TiO2的2.46 eV，提高了电子迁移速率，从而促进了光催化反应的进行。