Efficient hydrogen transfer carriers: hydrogenation mechanism of dibenzyltoluene catalyzed by Mg‐based metal hydride

摘要 二苄基甲苯(DBT)是一种价格低廉、理论储氢量高(6.2 wt%)的液态有机氢载体(LOHC)，应用前景十分广阔。目前，在二苄基甲苯加氢过程中使用的贵金属催化剂是桎梏其发展的关键。本研究采用机械球磨的方法制备了一种基于镁基金属氢化物的加氢催化剂。在镁基金属氢化物的催化下，二苄基甲苯的储氢量高达5.7 wt%。该催化剂由MgH2、Mg2NiH4纳米颗粒和LaH3微米颗粒组成。镁基金属氢化物中的催化相是弥散分散在MgH2微米颗粒上的Mg2NiH4纳米颗粒，而LaH3和MgH2颗粒改善了二苄基甲苯加氢过程中氢原子转移的动力学性能。通过同位素示踪实验和第一性原理计算结果可知，Mg2NiH4相中的NiH4单元是二苄基甲苯氢化过程中的活性氢物种，氢气中的氢原子由NiH4单元介导转移到二苄基甲苯分子中。综上，分散在 MgH2基体中的Mg2NiH4纳米粒子不仅提供了二苄基甲苯分子的氢化活性位点，还可作为活性氢物种介导氢原子的转移。这种非贵金属氢化物催化剂的发现为液态有机氢载体的大规模应用带来了新希望。