河北工业大学化工学院薛伟课题组通过在空气中直接热解钛金属有机骨架[MIL-125(Ti)]，制备了具有圆盘形貌的TiO₂，随后将高度分散的双金属AgPd纳米颗粒锚定在TiO₂上，用于催化甲酸分解制氢反应并取得了良好的效果。该结果扩展了TiO₂在甲酸分解制氢中的应用。

氢气（H₂）是一种清洁的能源，具有能量密度高、绿色环保和可循环利用等优点，是最有希望替代化石燃料的能源之一。然而，安全高效地储存和运输H₂成为实现氢能广泛利用的主要制约因素。因此，寻找适宜的储氢材料以确保H2安全高效地储运与快速释放，一直是氢能利用的难点。甲酸来源广泛，具有氢密度高（4.4 wt %）、低毒性、易于在室温下运输和储存的优点，是非常有前途的储氢材料。通常，根据所用催化剂的类型和反应条件，甲酸分解可通过以下两种方式进行：

HCOOH→CO₂+H₂：△G= -48.4 kJ mol^-1     （1）

HCOOH→CO+H₂O：△G= -28.5 kJ mol^-1    （2）

甲酸的选择性脱氢对于超纯H2的生产至关重要。脱水路径产生的 CO 会使燃料电池的催化剂中毒，应该避免此反应的发生。因此，设计高效高选择性的催化剂是利用甲酸作为储氢材料的关键。

最近，河北工业大学化工学院薛伟课题组研究了以MIL-125(Ti)为前体，空气气氛下焙烧得到的TiO₂为载体，负载双金属AgPd纳米颗粒催化甲酸分解制氢反应，取得了良好的效果。与商用的锐钛矿型和金红石型TiO₂催化剂相比，MIL-125(Ti)衍生得到的TiO₂负载AgPd纳米颗粒催化剂表现出更高的甲酸脱氢活性，60 °C转换频率（TOF）为2579 h^-1，这种优异的催化性能归因于载体保留了MIL-125(Ti)前体较大的比表面积、AgPd纳米粒子的合金效应以及载体与金属合金纳米粒子之间大量的电子转移。这些结果有助于甲酸高效脱氢催化剂的设计，进一步促进甲酸作为储氢材料在“氢经济”中的实际应用。

论文信息：

AgPd Nanoparticles Anchored on TiO2 Derived from a Titanium Metal–Organic Framework for Efficient Dehydrogenation of Formic Acid

Xue Sun, Fang Li, Zhimiao Wang, Hualiang An, Dr. Wei Xue, Yanji Wang

ChemCatChem

DOI: 10.1002/cctc.202101528