碳化钨与蒙脱石纳米复合材料的制备与电催化活性.pdf

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1、物理化学学~E(WuliHuaxueXuebao)998ActaPj．-C．Sin．2015，31(5)，998-1006May[Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201503191www．whxb．pku．edu．cn碳化钨与蒙脱石纳米复合材料的制备与电催化活性潘剑明杨威。孙海标郑翔李国华z。，(浙江省贵金属催化材料与技术重点实验室，杭州310011；浙江工业大学化学工程学院，杭州310014；浙江工业大学，绿色化学合成技术国家重点实验室培训基地，杭州310012)摘要：具有类铂催化性能

2、的碳化钨(WC)催化材料是当前研究的热点与难点．本文以六氯化钨为钨源，用剥离后的蒙脱石片层为载体，将化学浸渍法与原位还原碳化法技术相结合制备了碳化钨与蒙脱石纳米复合材料：复合材料由碳化钨、碳化二钨(WC)和蒙脱石(MMT)组成，碳化钨呈颗粒状分散或呈层状负载于MMT外表面；样品的晶相组成与其还原碳化时间有关：样品的微结构特征与前驱体中钨与蒙脱石的比例有关．采用三电极体系和循环伏安法测试了样品在酸性溶液中对甲醇的电催化氧化性能，结果表明，碳化钨与蒙脱石复合之后对甲醇的电催化性能明显提升，并具有类铂电催化活性：当钨

3、与蒙脱石质量比为4的前驱体经5h还原碳化后，样品中WC占绝对主导，WC和WC的质量分数分别为82％和18％，两者的比值为4．556，且在MMT外表面形成均匀的负载层．此时样品的电催化活性最高．这为制各具有类铂催化活性的高性能碳化钨催化材料奠定了坚实基础．关键词：碳化钨：蒙脱石：纳米复合材料：电催化活性：类铂催化性能中图分类号：0643PreparationandEIectrOcataIytiCActivityofTungstenCarbide·MontmorilloniteCompositePANJian-Mi

4、ng’YANGWeiSUNHal—BiaoZHENGXiangLIGuo-Hua，。，(KeyLaboratoryofNobleMetalCatalyticMaterialsandTechnologyofZhejiangProvince,Hangzhou310011．R．China；SchoolofChemicalEngineering,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310014,R．China；。StateKeyLaboratoryBreedingBaseofG

5、reenChemistrySynthesisTechnology,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310032，PR．China)Abstract：Thetungstencarbidecatalystisahotresearchtopicbecauseitscatalyticpropertiesaresimilartothoseofplatinum．Inthispaper，atungstencarbide—montmorillonite(MMT)nanocompos

6、itewasfabricatedbycombiningchemicaIimmersionwithreductionandcarbonization／nsituusingtungstenhexachlorideasthetungstensourceandanexfoliatedMMTlayerasthesupport．ThecrystaIphaseofthesampleiscomposedofmonotungstencarbide(WC)，bitungstencarbide(W2C)，andMMandtungst

7、encarbideisdistributedontheoutersurfaceOfMMTwithagranularorIamellarmanner．ThecomponentsofthecrystaIphaseofthesamplearerelatedtothereductionandcarbonizationtimeduringpreparation．ThemicrostructureofthesampleisrelatedtolheratiooftungstentoMMTinlheprecursorusedt

8、opreparethesample．Theelectrocatalyticactivityofthesampleformethanoloxidationwasmeasuredbycyclicvoltammetrywithathree-electrodesysteminacidicsolution．Theresultsshowthattheelectrocatalyticactivity