基于强-弱金属载体相互作用的Pt/V2O3-V8C7催化剂在甲醇水相重整中同步提升产氢性能与稳定性

本文推荐一种新型Pt/V2O3-V8C7催化剂，通过构建强（SMSI）-弱（WMSI）金属载体相互作用，在甲醇水相重整（APRM）中实现产氢性能（96.52 mmol·g?1·h?1）与稳定性的同步提升，为高效氢能储存提供了创新策略。

　　

Highlight

材料

甲醇（纯度99.99%）购自西安凡兴生物科技有限公司。实验用水为实验室自制去离子水。葡萄糖购自天津科密欧化学试剂有限公司。偏钒酸铵购自上海展云化工有限公司。氯铂酸购自阿拉丁生化科技有限公司。以上化学品均为分析纯，直接使用无需进一步纯化。

催化剂表征

V₂O₃、V₂O₃-V₈C₇和V₈C₇的X射线衍射（XRD）图谱如图1(a)所示，均表现出各自催化剂的典型特征峰。V₈C₇（PDF#73–0394）在2θ为37.3°、43.4°、63.1°和75.6°处出现衍射峰，分别对应其(222)、(400)、(440)和(622)晶面。此外，还观察到V₂O₃（PDF#34–0187）的特征衍射峰，包括(012)、(104)、(110)、(113)、(024)、(116)、(214)等晶面。V₂O₃-V₈C₇异质结构的XRD图谱同时包含V₂O₃和V₈C₇的衍射峰，且未检测到其他杂相，表明成功合成了V₂O₃-V₈C₇复合载体。

结论

本研究通过一步煅烧和光还原法制备了贵金属Pt负载的V₂O₃-V₈C₇催化剂。该催化剂在APRM反应中表现出增强的催化性能和稳定性，这归因于Pt与V₂O₃-V₈C₇载体之间基于Sabatier原理的强-弱金属载体相互作用（MSI）。通过XPS和TEM对Pt、V₂O₃和V₈C₇之间的MSI进行了深入研究，揭示了Pt与V₈C₇之间存在强金属载体相互作用（SMSI），而与V₂O₃之间存在弱金属载体相互作用（WMSI）。这种独特的强-弱MSI协同抑制了Pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化（OR）和粒子迁移聚集（PMC），从而显著提升了催化剂的抗烧结能力和循环稳定性。