Chem. Soc. Rev.：纳米催化液相制氢的最新进展

Nanoyu

2021-01-26

氢是最有效、最可持续的清洁能源载体，从“氢经济”的角度看，具有高含氢量、高可逆性以及优异的脱氢动力学好的液相储氢材料（LHSMs）具有广阔的应用前景。然而，从化学储氢材料中高效、低成本、安全和选择性地制氢仍然具有挑战性。

近日，法国波尔多大学Didier Astruc，德国马普煤炭研究所Changlong Wang综述了近年来LHSMs的研究进展，重点总结了金属-硼氢化物、硼氮化合物和液态有机氢化物等LHSMs的纳米催化制氢技术。

文章要点

1）作者总结了硼氢化钠（NaBH₄）的水解研究。作为一种众所周知的氢载体，NaBH₄具有极高的储氢容量（10.8 wt%）。同时，具有易溶于碱性水溶液，安全、稳定、储存时间长等特点。作者在这一部分总结了贵金属和非贵金属催化剂在水或甲醇中水解NaBH4制氢的最新研究进展，并对其催化反应机理进行了深入的探讨。

2）作者总结了氨硼烷(AB)水解制氢的研究进展，包括采用的催化剂（贵金属基纳米催化剂、非贵金属基纳米催化剂和SACs），以及催化AB水解的机理和利用催化AB水解原位生成氢气的串联反应。同时，总结了AB的甲基化反应和AB的再生。此外，作者还总结了包括硼肼（N₂H₄BH₃，HB)）、甲胺-硼烷（MeAB，CH₃NH₂BH₃）、二甲胺-硼烷（(CH₃)₂-NHBH₃，DMAB）和乙二胺双硼烷（C₂H₁₄B₂N₂，DAB）在内的AB衍生物的水解研究。

3）液体有机氢化物制氢作为一种很有前途的储氢系统也引起了人们的极大关注。作者总结了典型液态有机氢载体的纳米催化剂，以及纳米催化剂的机理和可逆催化加氢-脱氢反应，主要包括：i）甲酸脱氢(HCOOH，FA)（贵金属基纳米催化剂催化FA脱氢、贵金属-非贵金属合金化纳米催化剂催化FA脱氢、SAC催化FA脱氢、利用FA进行串联反应）；ii）甲醛脱氢（氢容量为6.7 wt%，是一种有趣的氢载体）；iii）水合肼脱氢（水合肼（N₂H₄·H₂O，HH）是一种有前途的液态氢载体，其氢含量为8.0 wt％，同时还具有较低的成本和在环境条件下令人满意的稳定性）；iv）液态有机氢载体（LOHCs）（一类燃料型碳氢化合物，其脱氢反应包括芳烃和环烷类化合物之间的加氢和脱氢两个反应）。

4）作者最后指出了纳米催化LHSMs制氢这一领域仍面临的挑战，并对发展前景和研究方向进行了展望。

参考文献

Changlong Wang, Didier Astruc, et al, Recent developments of nanocatalyzed liquid-phase hydrogen generation, Chem. Soc. Rev., 2021

DOI: 10.1039/d0cs00515k

https://doi.org/10.1039/d0cs00515k