高效催化剂的研发对于氢能的可持续利用至关重要。在本文中，我们使用N掺杂的二维材料MXene (Ti₃C_2-xN_x)作为支持氨硼烷(AB)水解产氢的Ru/Ti₃C_2-xN_x催化剂。由于Ti3C_2−xN_x的约束和锚定作用，制备的Ru/Ti₃C_2−xN_x催化剂粒径为1.55 nm，在298 K⋅时，AB水解活性为297 × 103 mL⋅min⁻¹g_Ru^{− 1}，周转频率(TOF)为1334 min⁻¹，。XPS结果表明，Ti₃C_2−xN_x载体中掺杂的N原子在反应中为Ru提供电子供给效应，形成富电子Ru。同位素实验证实了Ru/Ti₃C_2-xN_x催化的AB水解反应中，水的解离是速率决定步骤(RDS)。根据密度泛函理论(DFT)计算，Ti₃C_2−xN_x中引入的N原子降低了H₂O分子中O-H键的解离能，加速了H*在Ti₃C_2−xN_x表面的解吸。本研究提供了一种通过N掺杂增强载体与金属之间协同作用的策略，从而有效提高多相催化剂的催化性能。 
 
图1. Ru/Ti₃C_2−xN_x催化剂的形貌表征。
  
图2 Ru/Ti₃C_2−xN_x催化剂的XPS分析。
 
图3. Ru/Ti₃C_2−xN_x催化剂的产氢性能分析。

 
图4 Ru/Ti₃C_2−xN_x催化剂的产氢机制分析。
  
        相关科研成果由河南理工大学化学化工学院Linyan Bian和Baozhong Liu等于2023年发表在Fuel (https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.127445)上。原文：Nitrogen doping excited Ru and Ti₃C_2−xN_x support for hydrogen generation from ammonia borane。

转自《石墨烯研究》公众号