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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
xu发布了新的文献求助10
1秒前
黄黄黄发布了新的文献求助10
1秒前
FOCUS完成签到 ,获得积分10
2秒前
Crazy_Runner发布了新的文献求助10
2秒前
朱先生完成签到 ,获得积分10
3秒前
学徒发布了新的文献求助10
3秒前
白马爱毛驴完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
of发布了新的文献求助20
5秒前
李健的小迷弟应助杨佳霖采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
SciGPT应助研友-wbg-LjbQIL采纳,获得10
11秒前
xu完成签到,获得积分20
11秒前
popdragon发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
从容果汁完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
迅速泽洋发布了新的文献求助10
13秒前
爆米花应助水123采纳,获得10
13秒前
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
大猪头发布了新的文献求助10
15秒前
戴帽子的花盆完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
3w完成签到,获得积分10
16秒前
樱桃窝窝头完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
19秒前
玩命的十三完成签到 ,获得积分10
19秒前
yy完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
20秒前
20秒前
CodeCraft应助Yong-AI-BUPT采纳,获得10
20秒前
哒哒完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
23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
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Peptide Synthesis_Methods and Protocols 400
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
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 5603709
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4688692
关于积分的说明 14855500
捐赠科研通 4694733
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2540943
邀请新用户注册赠送积分活动 1507131
关于科研通互助平台的介绍 1471814