碳负载碳化钨材料的制备及其电催化性能

《碳负载碳化钨材料的制备及其电催化性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ADissertationsubmittedtoZhejiangUniversityofTechnology和rtheDegreeofMasterofPhilosophyPreparedofTungstenCarbideLoadedonCarbonCompositeanditsCatalyticPerformanceSubmittedByLiYangSupervisedbyProf．ZhengHuajunDepartmentofApptiedChemistry,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou,

2、P．R．ChinaApril,2014浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：奄湃日期：加阡年f月丛日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论

3、文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密口。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：导师签名：≮建‘细彳事厂氛日期：伽1恽硼沤日日期：纱厂够年d、月哆日编号申请浙江工业大学硕士学位论文本课题承担国家自然科学基金资助(NO．20973156)碳负载碳化钨材料的制备及其电催化性能摘要近年来，作为替代贵金属铂可应用于直接甲醇燃料电池的碳化钨材料越来越引起人

4、们的关注。由于碳化钨具有与贵金属铂相似的表面电子结构，因此在一些化学和电化学反应中展现出奇特的类铂催化活性。然而与金属铂相比，碳化钨材料的催化性能仍然较低。因此，如何制备催化活性高的碳化钨材料成为当前国内外研究的热点。本文在综述碳化钨材料的制备方法及电催化性能的基础上，分别采取两种方法来制备碳负载碳化钨复合材料，并研究了其催化活性。一方面，通过液相移植的方法，以乙醇为分散剂，磷钨酸(PTA)为钨源，介孔分子筛SBA-15和扩孔后的CMK-3型介孔碳(OMC)为模板和载体，通过调整浸渍时间，一步还原碳化得到具有大比表面积、高催化活性的碳负载碳

5、化钨材料。实验结果表明，以正硅酸乙酯(TEOS)为Si02前驱体，P123为结构导向剂制得的介孔分子筛SBA．15具有规整有序的孔道及大的比表面积，孔径可达到7nm，更利于钨源PTA的进入。而经过扩孔后的有序介孔碳材料CMK-3的孔径也可达到7-8nm，使得碳化钨的负载量可以尽可能的多。通过X．射线衍射(XRD)、低温氮气吸脱附(BET)、能量X．射线光谱(EDX)和场发射透射电子显微镜(TEM)等表征方法可知，复合材料具有规整的介孔结构，较大的比表面积，因而两种材料均在酸性甲醇溶液中表现出了良好的催化甲醇电氧化的催化性能。I另一方面，通过

6、离子交换法，利用阴离子交换树脂吸附钨酸根，通过分析树脂材料的热重曲线以及红外吸收曲线，得出最佳的碳化程序，经过一步还原碳化得到具有大的比表面积的碳负载碳化钨WC／C复合材料。采用XRD、EDX、TEM、BET等表征手段对复合材料的物相结构、化学组成、表面形貌等进行研究。结果表明WC／C材料中碳化钨大部分以WC的形式存在，WC在碳基体上分散均匀。在中性对硝基苯酚溶液中的测试结果表明该材料对对硝基苯酚的还原有很好的催化作用，在酸性甲醇溶液中的电化学测试结果表明该材料对甲醇氧化亦具有催化性能。关键词：碳化钨，介孔材料，电催化，离子交换，同步还原碳

7、化，液相浸渍PREPAREDoFTUNGSTENCARBIDELOADEDoNCARBoNCoM呻oSITEANDITSCATALYTICABSTRACTInrecentyears，tungstencarbidematerialsusedindirectmethanolfuelcells(DMFCs)asanalternativetothepreciousmetalplatinumisattractingmoreandmoreattention．Becauseofthatthesurfaceelectronicstructureoftung

8、stencarbideissimilarwiththatofplatinum，tungstencarbidedisplaysaninterestingPt—likecatalyt