太阳能驱动的费托合成（FTS）在合成气和太阳能的可持续生产燃料方面具有巨大的潜力。然而，由于过渡金属既是光吸收单元又是活性中心，导致对多碳产物（C₂₊）的选择性往往受到限制。

近日，中科院理化技术研究所张铁瑞研究员，Run Shi报道了成功合成了一系列表面磷化程度可控的TiO₂负载的Ni纳米颗粒催化剂。

文章要点

1）研究人员首先在商品化的P25-TiO₂上沉积Ni(OH)₂（TiO₂-Ni-P-x，其中x随合成中使用的NaH₂PO₂的量而增加）。在500 °C的H₂/Ar（v/v=10：90）气氛中热处理5 h后，Ni(OH)₂纳米片被还原为金属Ni纳米颗粒（TiO₂-Ni）。接着以NaH₂PO₂为磷源，在300 ℃ N₂中加热5 h。

2）研究发现，磷化处理导致Ni纳米颗粒表面形成Ni₂P纳米岛，其数量对CO加氢产物的选择性有很大影响。经成分优化的Ni₂P/Ni/TiO₂催化剂（P/Ni原子比=17.41%）在氙灯或集中太阳光照射下表现出显著的光热CO加氢性能（CO转化率>20%，C₂₊烃选择性70%）。

3）计算研究表明，Ni₂P/Ni界面的存在有利于降低C-C耦合能，抑制不利的CO甲烷化反应，从而使C₂₊成为动力学和热力学上的有利产物。

这一研究结果促进了TMPs作为催化剂选择性修饰剂在用于FTS和其他使用金属NPs作为活性中心的热催化反应中的更广泛的研究。

参考文献

Zhenhua Li, et al, Titania-Supported Ni₂P/Ni Catalysts for Selective  Solar-Driven CO Hydrogenation, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202103248

https://doi.org/10.1002/adma.202103248