综述：非酿酒酵母作为面包发酵剂的新兴技术功能特性：开发清洁标签烘焙产品的有前景途径

《Future Foods》：Emerging techno-functional capabilities of non -Saccharomyces yeasts as starter cultures in bread-making; a promising approach to develop clean-label bakery products

本综述首次报道了通过Zn掺杂TiO2纳米颗粒（Zn-TiO2）显著增强硼氢化钠（NaBH4）甲醇解产氢的创新策略。该催化剂通过溶胶-凝胶法制备，具有优异的氢生成率（HGR）和低温活性，为清洁氢能系统提供了低成本高效催化解决方案。

　　

引言

全球清洁能源转型推动了对高效制氢技术的迫切需求。氢能因其高能量密度和零排放特性，成为工业原料、长时储能及交通领域的关键能源载体。当前超过95%的氢产量仍依赖化石燃料（灰氢），而可再生能源电解产生的绿氢成本居高不下。在多种储氢材料中，硼氢化钠（NaBH₄）因其10.8 wt%的高储氢量和可控释氢特性，成为便携式制氢的理想候选材料。

与传统的水解反应相比，NaBH₄甲醇解过程具有温和放热、反应速率快、溶剂蒸汽压低等优势，且产生的三甲氧基硼酸盐对催化剂毒化作用较小。二氧化钛（TiO₂）因其可调控的物理化学特性和化学稳定性成为优选催化材料，但纯TiO₂存在表面导电性差和活性位点有限等缺陷。通过杂原子掺杂可有效引入氧空位、促进电荷分离并调节电子态，从而提升催化性能。

材料合成与表征

采用溶胶-凝胶法合成1 wt%锌掺杂的TiO₂纳米球，平均尺寸为8.27 nm。X射线衍射（XRD）分析显示所有样品均为锐钛矿相，未出现锌相关杂相。透射电镜（TEM）证实了均匀的纳米球结构，而X射线光电子能谱（XPS）验证了锌的成功掺杂和氧空位的形成。比表面积测试表明Zn掺杂使表面积显著增加，为催化反应提供了更多活性位点。

催化性能研究

在30°C条件下，Zn-TiO₂催化剂在0.125 g NaBH₄负载下实现了20160 mL·min^?1·g^?1的氢生成率（HGR）。温度实验显示催化活性具有强烈温度依赖性：在25-40°C范围内，HGR从16,965提升至38,145 mL·min^?1·g^?1，活化能（Ea）为39.1 kJ·mol^?1。NaBH₄浓度实验表明HGR随浓度增加呈指数增长，在0.20 g附近达到饱和，并在0.25 g时达到峰值34,950 mL·min^?1·g^?1。

机制分析

锌掺杂通过两种协同机制提升催化性能：一方面锌离子引入产生路易斯酸位点，促进NaBH₄的吸附与活化；另一方面形成的氧空位增强了表面电子传输能力。这种独特的电子结构调控使Zn-TiO₂在甲醇解反应中表现出远超纯TiO₂的催化效率。

结论

本研究首次证实1 wt%锌掺杂可显著提升TiO₂的催化性能，Zn-TiO₂纳米催化剂在NaBH₄甲醇解反应中展现出卓越的氢生成能力（最高达38,145 mL·min^?1·g^?1）和较低活化能（45.2 kJ·mol^?1）。该工作为设计低成本、高效能的下一代氢能催化剂提供了新的设计思路和实验依据。