双金属催化剂在光催化反应中展现了优于单金属催化剂的活性。TiO₂-CuO/NiO被用于在自然太阳光照射进行光催化反应（Int. J. Hydrogen Energy 2019, 45, 7517）。Ni(OH)₂、Cu(OH)₂通过简单的共沉淀法负载在TiO₂上的催化剂被合成，应用于LED照射下的甲醇溶液制氢（J. Phys. Chem. C 2011, 115, 4953.）。印度高哈蒂大学Saikia Pranjal、CSIR-国家化学实验室Gopinath S. Chinnakonda合作发表了Cu-Ni双金属催化剂在分解水制备氢气中的应用。

本文要点：

（1）合成了一系列Cu-Ni双金属负载在P25型模型TiO₂上的非贵金属催化剂，实验中发现1 %的金属量具有最好的催化性能。将Cu(NO₃)₂和Ni(NO₃)₂溶解在水中，顺次加入NaOH，N₂H₄。在水热条件140 ℃加热6小时得到CuNi双金属。将TiO₂、Cu-Ni纳米粒子分散在乙醇中，随后在65 ℃加热至干燥。

（2）该催化剂相对于无金属负载时，在1个太阳光照射中实现了8~24倍的催化活性提升。当金属催化剂为Cu:Ni=1:1且总负载量为1 %时，催化剂的催化活性最高（41.7 mmol/(h·g)）。催化活性的提高是通过提高光生电荷-空穴在界面上的分离和提高的光吸收能力实现的。VB价带XPS测试发现了Cu-Ni双金属催化剂负载的TiO₂改善了价带结构。XPS测试发现复合催化剂产生了大量Ti³⁺和界面活化的O。

参考文献

Bijoy Tudu; Naresh Nalajala; Pranjal Saikia*; Chinnakonda S. Gopinath*

Cu–Ni Bimetal Integrated TiO₂ Thin Film for Enhanced Solar Hydrogen

Sol. RRL. DOI:10.1002/solr.201900557

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/solr.201900557