铝复合氧化物氨分解催化剂的XAFS研究取得重要进展（150826）

近日，上海应用物理研究所材料与能源系司锐研究员与山东大学贾春江教授课题组、博士课题组合作，将“构效关系”研究紧密结合起来。同步辐射X射线技术、氨分解催化反应等方面取得重要进展。提出了一种筛选氧化铝分散钴催化剂活性结构的有效表征方法。相关论文发表在美国化学会《 C》杂志上（J. Phys. Chem. C, 2015, 119, 17102-17110）。

氨分解（NH3®N2+H2）是氢燃料电池中产生氢气的有效方法。由于反应条件苛刻（高温、强腐蚀性和强还原性气氛），同时还具有较高的活性和稳定性，并且以低廉的价格获得实用的催化剂非常困难。早期研究结果表明，钴基催化剂对高温区域（>600℃）氨分解反应表现出较高的催化性能。但由于反应条件苛刻，相关活性结构容易崩溃，导致催化剂失活。贾春江课题组开发了以介孔氧化铝为分散组分制备小尺寸氧化钴材料的方法，大大提高了钴基催化剂的氨分解活性和稳定性；研究小组利用原位XRD揭示了还原态Co(0)是氨分解反应的活性相；通过XAFS测试和相关谱图分析，斯锐研究团队发现钴铝催化剂中反应前的Co-O配位壳结构转化为Co-Co贡献（如图），进一步验证了金属Co（ 0)是氨分解反应的活性成分。该工作成果对于新型钴基催化剂的设计合成以及氨分解反应机理的探索具有重要的指导意义。

材料与能源部博士生杜培培和黄玉英研究员参与了部分研究，相关XAFS实验在上海光源线站完成。该工作得到中科院“百人计划”项目、山东省泰山学者计划、国家自然科学基金委、中科院纳米战略先导项目联合资助。

XAFS谱分析验证了钴铝催化剂氨分解反应前后的结构变化

（上海光源信息官王磊提供）