3.2.4 杨梅果状Co0.75Mo0.25@rGO 催化NH3·BH3 水解放氢动力学性能
比较统一反应下反应的活化能大小,活化能越小表明反应越容易发生,催化剂的催化性能越强。分别测试普通Co0.75Mo0.25 催化剂、杨梅果状Co0.75Mo0.25 催化剂和杨梅果状Co0.75Mo0.25@rGO 催化剂在293～313K 下催化NH3·BH3 水解放氢曲线,如图3-12所示,附图为对应温度下的TOF 值。在三种催化剂作用下,NH3·BH3 水解放氢速率随着温度的升高而显著增加。根据Arrhenius方程,以1/T 和lnr 分别为横纵坐标计算出反应的活化能分别为48.03kJ·mol-1、45.98kJ·mol-1、43.72kJ·mol-1,与单一Co催化剂相比,Co-Mo催化剂催化活性明显改善,反应速率提高,活化能降低。杨梅果状Co0.75Mo0.25@rGO 催化剂在催化NH3·BH3 水解放氢性能上具有较高的催化活性,与文献报道的Co基催化剂相比,反应时间、放氢速率、活化能和循环效率等方面均有较好的性能,这主要归因于以下三个方面:(https://www.daowen.com)
(1)Co-Mo双金属组分之间的协同作用,降低金属-氢之间的键能,水解反应过程中,提高活性中间体M-H 的活性,促进水解反应进行;
(2)Co-Mo与石墨烯基体之间的界面相互作用,提高金属颗粒的分散性和稳定性,进而促进催化活性;
(3) 催化剂纳米颗粒独特的杨梅果状疏松结构,增大催化剂的比表面积,增加反应活性位点。
图3-12 不同温度下NH3·BH3 水解放氢曲线 (293～313K)及相对应的TOF值:(a)Co0.75Mo0.25 催化剂;(b) 杨梅果状Co0.75Mo0.25 催化剂;(c) 杨梅果状Co0.75Mo0.25@rGO 催化剂;(d)Arrhenius方程计算Ea 数据
表3-3 Co0.75Mo0.25、杨梅果状Co0.75Mo0.25、杨梅果状Co0.75Mo0.25@rGO 催化剂的TOF、活化能和循环保持率
