利用液态有机氢载体（LOHC）来运输氢取决于有效的化学脱氢方法来获取这种燃料。虽然过渡金属基催化剂有望成为传统贵金属的低成本替代品，但其低活性和稳定性限制了其在工业脱氢反应中的应用。因此，就LOHC脱氢的活性和稳定性而言，开发有效的策略以优化廉价的过渡金属基催化剂的催化性能是一项关键挑战。
有鉴于此，美国劳伦斯伯克利国家实验室的David Prendergast等人，报道了沉积在富含缺陷的BN纳米片（Ni/BN）催化剂上的超微小镍纳米团簇（〜1.5 nm）的设计和合成，该催化剂具有优异的甲醇脱氢活性和选择性，并且比其他一些过渡金属基催化剂具有更高的稳定性。
本文要点
1）研究发现二维（2D）BN与金属纳米粒子之间的金属-载体相互作用不仅在促进具有高催化活性的超小型镍纳米团簇的一锅合成中起着至关重要的作用，有助于分散和固定纳米团簇，而且还大大增强了甲醇脱氢过程中的抗烧结和结焦性。与先前报道的其他一些脱氢催化剂相比，该催化剂的周转频率（TOF）是最好的。
2）Ni/BN催化剂样品在反应温度低至120℃时，对甲醇分解具有良好的活性，证实了该催化剂具有良好的催化活性。而且，Ni/BN催化剂对H2和CO的选择性接近100%，经过超过10 h的测试，Ni/BN催化剂未见明显失活，说明Ni/BN催化剂用于甲醇脱氢的稳定性。
3）提供了详细的光谱表征和密度泛函理论(DFT)计算来揭示镍/氮化硼纳米催化剂所表现出的高生产效率、高选择性和高耐用性的起源，并阐明其与纳米团簇尺寸和载体-纳米团簇相互作用的相关性。
总之，该工作揭示了载体材料在纳米团簇形成过程中通过固定化控制纳米团簇大小以及在催化活性过程中发挥的作用，对于推进自下而上设计高性能、耐用的催化系统以满足各种催化需求具有重要意义。
参考文献：
Zhuolei, Z. et al. Enhanced and stabilized hydrogen production from methanol by ultrasmall Ni nanoclusters immobilized on defect-rich h-BN nanosheets. PNAS, 2020.
DOI: 10.1073/pnas.2015897117
https://www.pnas.org/content/117/47/29442
