Abstract Bimetallic CoCu nanoparticles (NPs) are successfully embedded within the cage-type mesopores of COOH functionalized mesoporous silica SBA-16 by double agent chemical reduction method. The presence of the COOH groups in SBA-16 control the size and dispersion of the CoCu NPs. CoCu@S16LC-20 is used as the catalyst for the hydrolysis of ammonia borane (AB) and reduction of 4-nitrophenol (4-NP) to 4-aminophenol (4-AP). The catalytic activity of the CoCu@S16LC-20 outperforms that of monometallic counterparts Co and Cu. In particular, Co40Cu60@ S16LC-20 can release H2 at a rate of 6570 mL min−1 g−1 and reveals superb catalytic activity with a turn over frequency (TOF) of 16.36 mol H2 min−1 molcatalyst−1. The superior catalytic activity of the bimetallic CoCu@S16LC-20 could be ascribed to the strong synergistic effects emerging from the modified electronic structure, smaller particle size, and 3-dimensional (3D) mesoporous silica support. The smaller particle size renders more active sites, and the mesoporous silica support provides easier paths for transfer of reactants to the catalyst. The catalyst magnetic nature permits straightforward recovery from the aqueous solution after reaction completion which enhances the reusability. The bimetallic Co40Cu60@S16LC-20 can degrade 4-NP to 4-AP at rapid rate of 3.85 × 10−2 s−1 in presence of reducing agent NaBH4.

中文翻译：

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空间受限合成高度分散的双金属 CoCu 纳米粒子作为氨硼烷脱氢和 4-硝基苯酚还原的有效催化剂

摘要 双金属 CoCu 纳米粒子 (NPs) 通过双试剂化学还原方法成功嵌入 COOH 功能化介孔二氧化硅 SBA-16 的笼型介孔中。SBA-16 中 COOH 基团的存在控制着 CoCu NPs 的尺寸和分散。CoCu@S16LC-20用作氨硼烷（AB）水解和4-硝基苯酚（4-NP）还原为4-氨基苯酚（4-AP）的催化剂。CoCu@S16LC-20 的催化活性优于单金属对应物 Co 和 Cu。特别是，Co40Cu60@S16LC-20 可以以 6570 mL min-1 g-1 的速率释放 H2，并显示出极好的催化活性，转换频率 (TOF) 为 16.36 mol H2 min-1 molcatalyst-1。双金属 CoCu@S16LC-20 的优异催化活性可归因于改性电子结构、更小的粒径和 3 维 (3D) 介孔二氧化硅载体产生的强协同效应。较小的粒径提供更多的活性位点，介孔二氧化硅载体为反应物向催化剂的转移提供了更容易的途径。催化剂的磁性允许在反应完成后直接从水溶液中回收，这提高了可重复使用性。在还原剂 NaBH4 存在下，双金属 Co40Cu60@S16LC-20 可以以 3.85 × 10-2 s-1 的快速速率将 4-NP 降解为 4-AP。介孔二氧化硅载体为反应物转移到催化剂提供了更容易的途径。催化剂的磁性允许在反应完成后直接从水溶液中回收，这提高了可重复使用性。在还原剂 NaBH4 存在下，双金属 Co40Cu60@S16LC-20 可以以 3.85 × 10-2 s-1 的快速速率将 4-NP 降解为 4-AP。介孔二氧化硅载体为反应物转移到催化剂提供了更容易的途径。催化剂的磁性允许在反应完成后直接从水溶液中回收，这提高了可重复使用性。在还原剂 NaBH4 存在下，双金属 Co40Cu60@S16LC-20 可以以 3.85 × 10-2 s-1 的快速速率将 4-NP 降解为 4-AP。