化学学报 ›› 2026, Vol. 84 ›› Issue (3): 316-323.DOI: 10.6023/A25090327 上一篇 下一篇
研究论文
投稿日期:2025-09-28
发布日期:2026-01-12
基金资助:
Zhao Yinga, Li Xiugangb,*(
), Lu Zhang-Huia,*(
)
Received:2025-09-28
Published:2026-01-12
Contact:
*E-mail: xiugangli@foxmail.com;
luzh@jxnu.edu.cn
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氮掺杂中空碳材料因其较低的密度、较高的比表面积、高效的传质性能以及丰富的氮物种等结构优势, 被认为是一种极具潜力的催化剂载体, 能够有效稳定并分散金属活性中心. 本研究以二氧化硅(SiO2)纳米球为硬模板, 首次采用溶剂热法在模板表面构建卟啉基有机框架(POFs)包覆层, 再通过高温热解结合碱刻蚀处理, 成功合成出具有中空结构的氮掺杂碳球(NHCS). 通过系统研究热解温度对材料物理和化学性质的影响, 发现800 ℃热解所得NHCS800样品具有最优的结构稳定性以及最丰富的表面缺陷位点. 通过简单的浸渍还原法, 将Co纳米粒子均匀分散在载体表面, 制得Co/NHCS800催化剂. 表征结果显示, 催化剂中钴纳米粒子的平均尺寸约为2.5 nm, 显著小于无载体存在时形成的钴颗粒. 在催化氨硼烷醇解制氢反应中, Co/NHCS800表现出优异的催化性能, 其转换频率(TOF)值高达57.9 min−1. 该高催化性能可归因于载体较大的比表面积、金属纳米粒子的高度分散性以及氮物种与金属间存在的强电子转移效应.
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