Page 48 - 《精细化工》2023年第1期

·40· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

因而大大降低了生产成本。LI 等 [50] 采用改进 Stöber 等 [51] 采用微乳液法制备了 Ni 颗粒尺寸小于 5 nm、
法合成了用于催化 POM 反应制合成气的 Ni@mSiO 2 SiO 2 壳厚约为 10 nm 的 Ni@SiO 2 催化剂（图 9d）用
纳米粒子。其中，Ni-350@mSiO 2 催化活性更高，甲 于催 化 POM 制合成气， 具有明显优 于负载型
烷转化率为 93%，氢气选择性为 92%~93%（图 9c）， Ni/SiO 2 催化剂的高催化性能和长寿命，这归因于
–1
甲烷的转化频率（TOF）为 37.9 s 。TAKENAKA Ni 与 SiO 2 之间的强相互作用。

图 9 YS 结构 Fe 3 O 4 @SiO 2 @中空 mSiO 2 微球对苯乙烯环氧化反应的催化性能（a、b） [48] ；Ni-350@mSiO 2 和 Ni/SiO 2
的 POM 反应性能（c） [50] ；Ni@SiO 2 的 TEM 图（d） [51]
Fig. 9 Catalytic performance of Au nanoparticles supported on yolk-shell Fe 3 O 4 @SiO 2 @hollow mSiO 2 microspheres for styrene
epoxidation (a, b) [48] ; POM reaction performance of Ni-350@mSiO 2 and Ni/SiO 2 (c) [50] ; TEM image of Ni@SiO 2 (d) [51]

4.2 光催化 4.3 电催化
核壳结构催化剂可以最大限度地利用可见光提 电催化在绿色和可持续的能源转换中发挥着核
高电子与空穴的分离效率，因而在光催化领域具有 心作用，核壳结构纳米复合材料在析氢反应（HER）、
广阔的应用前景。CHANG 等 [52] 采用 In 2 O 3 和 CaCO 3 OER 和氧还原反应（ORR）中均得到了广泛的应用，
的固相反应制备了用于光催化降解甲基蓝（MB）反 其结构中的活性中心核和封装材料之间的协同作用
应的类核壳 In 2 O 3 @CaIn 2 O 4 复合物，显示出明显优 对于电催化活性具有有效的改善。
于 CaIn 2 O 4 的可见光催化活性，可能是由于可见光 目前，最先进的电催化剂是 Pt，但昂贵的价格
的照射使得催化剂界面上发生了选择性电荷分离和 限制了其在工业生产中的大规模应用。利用低成本
高效电荷传输，从而增强了光催化活性。WANG 等 [53] 的过渡金属开发高性能的无 Pt 电催化剂是一个重
以 SiO 2 为硬模板合成了异质结核壳 CoO x /Ta 3 N 5 /Pt 要的研究方向。其中，过渡金属纳米颗粒封装在氮
催化剂，发现 CoO x /Ta 3 N 5 /Pt 在可见光照射下显示出 掺杂碳或其他有机/无机层中得到的核壳结构复合
显著增强的光催化水分解性能，其原因为析氢、析 材料是一类最有效的无 Pt 电催化剂。SHEN 等 [54]
氧活性位点分离减少了电子与空穴的复合。其中， 合成了用于催化 HER 的 Ni-Cu@C 纳米电催化剂，
Pt 纳米粒子核为析氢活性位点，CoO x 壳为析氧活性 其 HER 性能取决于石墨壳的厚度，且包裹在单层石
位点，且核-壳结构具有更大的比表面积和更多的活 墨壳中的 Ni-Cu 纳米粒子表现出最佳的 HER 活性
性位点。 和长期稳定性。TU 等 [55] 采用介孔 SiO 2 （SBA-15）