JMCA 2017, 5, 21883

Au沉积在TiO2上用于光催化氨硼烷分解产氢

通讯作者：Hiromi Yamashita

氨硼烷是一种储氢材料，每一摩尔的氨硼烷可以通过水解反应释放3摩尔的H2。作者考察了Au/TiO2在可见光和紫外光条件下分解氨硼烷产H2的性能，并考察了Au负载量对分解反应的影响。增加Au的负载量一方面可以提高局域等离子体效应，但是过多的Au负载量也会使得LSPR的电荷对发生重组。最终，在最优的条件下，1%的Au负载可以实现4h内产生88μmol的H2。而在紫外光下，产H2的量随着Au的负载量的增加而增加，原因在于高的负载量可以有效的实现电子和空穴的分离，并且在AuNPs中积累电子通过肖特基能垒。

氨硼烷是一种安全，分子量小的储氢化合物，可以通过两种途径释放H2,一是热解产H2,另一种是水解产H2。AuNPs本身具有储存电子的特性，同时还可以利用LSPR效应提高光催化活性。因此，作者在本文中首次尝试利用Au-TiO2催化氨硼烷水解产H2。

作者利用光沉积的方法将特定比例的Au负载在TiO2的表面上，加入了牺牲剂异丙醇，并在Ar气保护下进行反应，100W 高压汞灯照射反应4h。

纯的TiO₂也可以实现产H₂,原因是通过热催化途径。暗反应下不同负载量的Au/TiO2也可以反应产生H₂，产量大约是光反应下的一半。作者在制备了不同负载量的Au/TiO2后，对它们的比表面积，金纳米颗粒尺寸以及最大吸收波长进行了测定。同时，作者还合成了粒径接近的AuNPs用于光催化氨硼烷水解产H2。

作者随后研究了氨硼烷在可见光下水解产H2的机制。利用六价Cr作为电子的淬灭剂，KI用于淬灭空穴，TBA用于淬灭羟基自由基。结果发现，Cr离子的加入可以显著的降低H2的产生量，说明光催化产H₂可能是有LSPR激发的电子开始的。AuNPs的电子捕集能力可以通过光致发光谱进行监测。

ps: 不过为啥我记得氨硼烷的水解反应很多催化剂效率比这个体系要高很多呢？再找找文献看看。。。