Maximizing Metal–Support Interactions in Pt/Co3O4 Nanocages to Simultaneously Boost Hydrogen Production Activity and Durability

纳米笼 催化作用 材料科学 氨硼烷 X射线光电子能谱 离解(化学) 化学工程 制氢 解吸 金属 吸附 紫外光电子能谱 密度泛函理论 物理化学 化学 计算化学 有机化学 冶金 工程类
作者
Mei Li,Shengbo Zhang,Jiankang Zhao,Hua Wang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (48): 57362-57371 被引量:48
标识
DOI:10.1021/acsami.1c18403
摘要

Catalytic hydrolysis of ammonia borane (AB) provides an effective way to generate pure H2 at ambient temperature for fuel cells. Pt-based catalysts usually exhibit great initial activity toward this reaction but deactivate quickly. Here, we report that the metal-support interactions in Pt/Co3O4 nanocages can simultaneously accelerate the H2 generation and enhance the catalyst's stability. The Pt/Co3O4 catalyst is made for the first time by embedding Pt clusters (∼1.2 nm) in a high-surface-area Co3O4 nanocage to maximize the metal-support interface. The turnover frequency of the Pt/Co3O4 catalyst is about nine times higher than that of commercial Pt/C and outperforms almost all other Pt-based catalysts. X-ray absorption spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, in situ spectroscopy, and density functional theory calculations suggest that the Co3O4 nanocages with rich oxygen vacancies facilitate the adsorption and dissociation of H2O to give electropositive H (Hδ+), while the in situ embedded Pt clusters can accelerate the formation of electronegative H (Hδ-) from AB. Subsequently, the Hδ+ and Hδ- spill over to the abundant interfacial sites and bond into H2. In addition to this dual-function synergy effect, the strong metal-support electronic interactions between Co3O4 and Pt benefit the desorption of poisonous B-containing byproducts from Pt sites. This effect together with cluster anchoring leads to a fivefold enhancement in durability compared to commercial Pt/C. The metal-support interactions revealed in this study provide more options for catalyst design toward facile H2 production from chemical hydrogen storage materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
桃六湿人李大劲完成签到,获得积分10
1秒前
菠萝吹雪完成签到,获得积分10
2秒前
调皮惜天发布了新的文献求助10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
fangfang完成签到,获得积分10
3秒前
gusgusgus完成签到,获得积分10
3秒前
12345完成签到,获得积分10
3秒前
蓝色白羊发布了新的文献求助10
4秒前
yyy0820发布了新的文献求助10
4秒前
茶米发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
桂花乌龙完成签到,获得积分10
4秒前
zs完成签到 ,获得积分10
4秒前
Jinna706完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
mryjdy发布了新的文献求助10
5秒前
化学小白发布了新的文献求助10
6秒前
11111发布了新的文献求助10
6秒前
蘑菇丰收发布了新的文献求助10
7秒前
SciGPT应助玉米采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
是啊余啊完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Yxian发布了新的文献求助10
8秒前
Singularity应助dwd1w采纳,获得10
8秒前
自觉冷松发布了新的文献求助10
9秒前
Littboshi关注了科研通微信公众号
10秒前
寻风完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
12秒前
汉堡包应助biubiuu采纳,获得10
13秒前
cheng完成签到 ,获得积分10
14秒前
111发布了新的文献求助10
14秒前
科研通AI6.1应助勤奋以山采纳,获得30
14秒前
领导范儿应助木香采纳,获得10
15秒前
勋章完成签到 ,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Quaternary Science Reference Third edition 6000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 3000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5784591
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5683318
关于积分的说明 15464856
捐赠科研通 4913776
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2644858
邀请新用户注册赠送积分活动 1592804
关于科研通互助平台的介绍 1547207