TiO2基催化剂调控氨硼烷水解产氢的增强策略与机制研究

本文系统研究了非金属（N）掺杂与金属（Ni/Ru）沉积对TiO2能带结构的协同调控机制，开发出高效低成本NiRu/N–TiO2催化剂，其光催化氨硼烷（AB）水解产氢的转换频率（TOF）达973.2 min-1，为绿色氢能开发提供新思路。

　　

Highlight

模拟计算

本研究通过CASTEP软件包进行密度泛函理论（DFT）计算，采用广义梯度近似（GGA）下的PBE泛函和BFGS优化算法。截断能设为400 eV，k点网格为4×4×1，建立15 ?真空层。锐钛矿型TiO₂的能带结构计算显示...

TiO₂的元素掺杂修饰

图2展示了纯TiO₂与N掺杂TiO₂的能带及态密度。N原子在TiO₂(001)晶面价带引入N-2P轨道能级，使带隙从2.28eV降至2.18eV。基于金属电子特性互补机制...

结论

本研究通过N掺杂与双金属（Ni/Ru）沉积协同调控TiO₂能带结构，所制备NiRu/N–TiO₂催化剂在光照条件下TOF值达973.2 min^-1，五轮循环实验显示优异稳定性，为AB水解产氢提供了"能带工程+双金属协同"的创新设计策略。