Campo Elétrico Integrado em CuO‐Co3O4@Co3O4 com Carga Interfacial Modulada para Facilitar a Produção de Hidrogênio a partir da Metanolise de Borano de Amônio sob Luz Visível

Resumo O desenvolvimento de catalisadores de alta eficiência e baixo custo é um desafio sem fim na área de produção de H2 a partir de borano de amônio (AB). Neste estudo, a fabricação de nanocompósitos de casca de gema CuO‐Co3O4@Co3O4 é relatada usando Cu2O@CuO como molde, no qual CuO‐Co3O4 está encapsulado dentro dos nanocubos ocos de Co3O4. Devido à morfologia única e ao campo elétrico integrado (BIEF) induzido pela interface CuO‐Co3O4, os nanocompósitos CuO‐Co3O4@Co3O4 apresentam notável atividade catalítica na metanolise de AB. A frequência de troca (TOF) é de 24,8 min‐1 na ausência de luz e aumenta significativamente para 33,9 min‐1 quando exposta à luz visível. Os cálculos experimentais e teóricos demonstram que a migração de carga de CuO para Co3O4 resulta na formação de sítios ativos duplos (sítios de Cu e Co) responsáveis pela adsorção e ativação de CH3OH e AB, respectivamente. A aceleração induzida pela luz visível é provavelmente causada por heterojunção do tipo II, que permite que um grande número de elétrons fotorgerados se acumule na banda de condução do CuO. Isso ativa efetivamente o CH3OH adsorvido no sítio de Cu, tornando mais fácil quebrar a ligação O−H. Um mecanismo de reação plausível envolve a ativação da ligação O−H do CH3OH, uma vez que a RDS é proposta de acordo com os experimentos de FT‐IR e efeito isotópico cinético (KIE). Este trabalho oferece uma abordagem para projetar racionalmente catalisadores de casca de gema de alto desempenho para produção rápida de hidrogênio a partir da reação de metanolise de AB sob luz visível.