H2生成のためのCuNiナノ触媒における金属–支持体相互作用、粒子サイズ、および金属–金属相互作用の役割

新しいエネルギー貯蔵材料の開発には、非貴金属に基づく効率的な二金属ナノ触媒が非常に求められています。本研究では、低コストの金属硝酸塩前駆体を用いて、メソポーラスカーボンまたはシリカナノスフィア上に高度に分散したCuNi触媒の合成のためのシンプルな方法を報告します。メソポーラスカーボン支持のCu0.5Ni0.5ナノ触媒は、60 °Cの水性アルカリ溶液中でアンモニウムボランの加水分解と水和ヒドラジンの分解に対して優れた触媒性能を示し、100%の水素選択性を達成しました。支持された二金属CuNi材料の触媒特性に大きな影響を与える金属粒子の化学組成とサイズは、金属の負荷量と金属前駆体の比率を調整することで容易に制御できます。金属粒子のサイズ、組成、および支持体特性を厳密にモニタリングして得られたカスタムメイドの触媒上で、3288 (molH2 molmetal–1 h–1)という極めて高い反応頻度が達成され、アンモニウムボランの脱水素化において1分以内で完全な反応が得られました。