氨硼烷的性质及其在催化制氢中的应用？ ¹

氢气作为一种高能量密度、可再生且环境友好的能源载体，被广泛认为是满足清洁能源需求的有前途的选择之一。而氨硼烷(AB, NH₃BH₃)作为一种液相化学储氢材料，具有极高的储氢容量(19.6 wt%)、无毒性以及良好的溶解性和稳定性，因此被认为是最有前途的储氢材料之一。

在适当的催化剂的作用下，氨硼烷可以通过水解反应释放出氢气。然而，传统的均相催化剂虽然具有较高的催化活性，但难以从反应体系中分离出来，不便于大规模应用。相比之下，多相催化剂可以克服这一问题，但其活性较低且长期稳定性较差。

为了提高催化活性并降低成本，研究人员提出了一种逐步还原策略，通过合成一系列尺寸小且分散度高的双金属物种来提高贵金属的利用率。实验证明，引入Co物种可以显著促进贵金属(如Pt、Rh、Ru、Pd)在氨硼烷水解反应中的催化活性。这种设计的催化剂具有优良的催化性能、稳定性和低廉的成本，为其在化学储氢中的实际应用提供了新的前景。

最近在JACS上发表的一项研究工作，通过逐步还原策略制备了一系列金属氧化物负载的小而分散的双金属催化剂。实验结果表明，优化后的Pt_0.1%Co_3%/TiO₂催化剂在氨硼烷水解反应中表现出超高的H₂生成速率，其催化活性是单金属催化剂的10倍以上。此外，代表性的Pt_0.25%Co_3%/TiO₂催化剂还展现出优异的稳定性，具有创纪录的高周转率。

通过DFT计算，研究人员发现引入CoO物种可以导致Pt物种在界面区形成电子缺位，从而显著促进水分子的化学吸附和解离，加速氨硼烷水解反应生成氢气的速率。负载型双金属催化剂具有优越的催化性能、稳定性和低廉的合成成本，因此在化学储氢等领域具有广阔的应用前景。