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Cobalt-based coordination polymer-derived hexagonal porous cobalt oxide nanoplate as an enhanced catalyst for hydrogen generation from hydrolysis of borohydride
International Journal of Hydrogen Energy ( IF 8.1 ) Pub Date : 2020-09-24 , DOI: 10.1016/j.ijhydene.2020.08.243 Duong Dinh Tuan , Chao-Wei Huang , Xiaoguang Duan , Chia-Hua Lin , Kun-Yi Andrew Lin
International Journal of Hydrogen Energy ( IF 8.1 ) Pub Date : 2020-09-24 , DOI: 10.1016/j.ijhydene.2020.08.243 Duong Dinh Tuan , Chao-Wei Huang , Xiaoguang Duan , Chia-Hua Lin , Kun-Yi Andrew Lin
As cobalt is an effective metal for catalyzing hydrolysis of NaBH4 to produce H2 , Co3 O4 is a proven catalyst for facilitating NaBH4 hydrolysis. Since Co3 O4 can be designed into various morphologies, 2-dimensional plate-like Co3 O4 can offer large contact surfaces. If the planar surfaces can be even porous, forming porous Co3 O4 nanoplate (PCNP), this PCNP would be a promising catalyst for HG. Therefore, in this study, a facile approach is developed to fabricate such a PCNP for H2 generation (HG) from NaBH4 hydrolysis. Specifically, a cobaltic hexagonal nanoplate-like coordination polymer, which is synthesized via coordinating Co2+ with thiocyanuric acid (TA), is adopted as a precursor. Through calcination, Co-TA (CTA) is transformed into hexagonal nanoplate-like Co3 O4 with pores to become PCNP. More importantly, PCNP showed quite different surficial reactivity and textural properties from commercial Co3 O4 nanoparticle (Co3 O4 NP), enabling PCNP to possess a much more superior catalytic activity towards HG from NaBH4 hydrolysis. PCNP also showed a comparatively low E a of 35.12 kJ/mol in comparison with the reported catalysts, even precious metal catalysts, and it could be reused up to 10 cycles for HG with stable catalytic activities. These features confirm that PCNP is an advantageous catalyst for HG from NaBH4 hydrolysis.
中文翻译:
钴基配位聚合物衍生的六方多孔氧化钴纳米板作为硼氢化物水解制氢的增强催化剂
由于钴是催化 NaBH4 水解产生 H2 的有效金属,因此 Co3O4 是促进 NaBH4 水解的成熟催化剂。由于 Co3O4 可以设计成各种形态,因此二维板状 Co3O4 可以提供较大的接触表面。如果平面甚至可以是多孔的,形成多孔 Co3O4 纳米板 (PCNP),那么这种 PCNP 将成为 HG 的有前途的催化剂。因此,在这项研究中,开发了一种简单的方法来制造这种用于从 NaBH4 水解生成 H2 (HG) 的 PCNP。具体来说,采用一种钴六方纳米板状配位聚合物,该聚合物是通过 Co2+ 与硫氰尿酸 (TA) 配位合成的。通过煅烧,Co-TA (CTA) 转化为具有孔隙的六方纳米板状 Co3O4,成为 PCNP。更重要的是,PCNP 表现出与商业 Co3O4 纳米颗粒 (Co3O4 NP) 完全不同的表面反应性和织构特性,使 PCNP 对 NaBH4 水解的 HG 具有更优越的催化活性。与报道的催化剂(甚至贵金属催化剂)相比,PCNP 还显示出相对较低的 Ea,为 35.12 kJ/mol,并且它可以重复用于具有稳定催化活性的 HG 长达 10 次循环。这些特征证实 PCNP 是 NaBH4 水解 HG 的有利催化剂。
更新日期:2020-09-24
中文翻译:
钴基配位聚合物衍生的六方多孔氧化钴纳米板作为硼氢化物水解制氢的增强催化剂
由于钴是催化 NaBH4 水解产生 H2 的有效金属,因此 Co3O4 是促进 NaBH4 水解的成熟催化剂。由于 Co3O4 可以设计成各种形态,因此二维板状 Co3O4 可以提供较大的接触表面。如果平面甚至可以是多孔的,形成多孔 Co3O4 纳米板 (PCNP),那么这种 PCNP 将成为 HG 的有前途的催化剂。因此,在这项研究中,开发了一种简单的方法来制造这种用于从 NaBH4 水解生成 H2 (HG) 的 PCNP。具体来说,采用一种钴六方纳米板状配位聚合物,该聚合物是通过 Co2+ 与硫氰尿酸 (TA) 配位合成的。通过煅烧,Co-TA (CTA) 转化为具有孔隙的六方纳米板状 Co3O4,成为 PCNP。更重要的是,PCNP 表现出与商业 Co3O4 纳米颗粒 (Co3O4 NP) 完全不同的表面反应性和织构特性,使 PCNP 对 NaBH4 水解的 HG 具有更优越的催化活性。与报道的催化剂(甚至贵金属催化剂)相比,PCNP 还显示出相对较低的 Ea,为 35.12 kJ/mol,并且它可以重复用于具有稳定催化活性的 HG 长达 10 次循环。这些特征证实 PCNP 是 NaBH4 水解 HG 的有利催化剂。