Pd/Co双金属催化制氢性能
近年来, 贵金属纳米材料因其独特的物理化学性质以及很好的催化活性而成为很多领域的研究热点。一些研究表明聚乙烯吡咯烷酮(PVP)稳定的Pd纳米催化剂具有很好的烯烃加氢催化活性。对于纯贵金属催化剂来说，其较高昂的价格成为制约其发展的一个重要因素，相比之下，用一部分贱金属替代部分贵金属，并且研究保证双金属催化剂能达到纯贵金属催化剂相同或者更为优异的催化效果就成为当下研究的一个重点之一。现阶段所用的制氢主要是NaBH4常温下水解制氢，但是其水解速率较低，贵金属催化剂的加入成为其水解制氢的关键。
本文介绍了Pd/Co双金属纳米催化剂催化制氢。采用化学共还原法制备了一系列Pd/Co双金属纳米颗粒催化剂,用NaBH4作为还原剂，PdCl2作为贵金属原料CoCl2∙6H2O作为稀土金属原料，对制备的双金属纳米催化剂进行TEM，测量催化剂催化NaBH4制氢的速率，计算单位时间内的放氢量，并以此来对比催化剂的催化活性。结果表明：
(1) 在RPVP=40、RNaBH4=4及cMe2+=0.88 mmol∙L-1的条件下, 所制备的Pd10Co90双金属纳米颗粒催化NaBH4水解反应的催化活性最高, 其值可达15570mol∙mol-1∙h-1.
(2) 所制备的Pd/Co双金属纳米颗粒平均粒径约为2.0 nm, 即使5次重复使用后, 该双金属纳米颗粒的粒径依然细小,无团聚现象发生,双金属纳米颗粒具有良好的催化耐久性。
(3) Pd/Co双金属纳米颗粒催化NaBH4的过程为NaBH4浓度的一级反应, 其反应水解表观活化能为54 kJ∙mol-1。
(4) 密度泛函理论计算结果表明, Pd/Co双金属纳米颗粒优异的催化活性可归因于其中Pd原子与Co原子间的电荷转移效应。