介孔結構納米碳化鎢催化性能

碳化鎢具有獨特的物理化學性能，如機械強度高、導電率高、熱穩定和化學穩定性好，以及較好的催化活性等，這些性能使其受到越來越多的關注。

由於碳化鎢(WC)具有類鉑電催化活性和抗 CO 中毒能力，因此，國內外專家學者在納米碳化鎢的製備與應用性能一直都有濃厚的興趣，同鎢的其它化學品一樣，不同結構的碳化鎢也具有不同的催化性能，學者們普遍認為，形貌控制可有效地提高 WC 的催化性能。

有研究表明，與其他形貌的催化材料相比，二維結構的納米片可提供大量的表面原子和更多的反應活性中心，是一種理想的催化劑結構，什麼是二維結構？石墨烯就是一種二維結構的納米碳。普遍認為，納米片超薄的幾何特徵有利於催化反應過程中荷載子快速地從內部傳輸至表面，從而加快反應進程。

只是，納米形態還不夠完全發揮碳化鎢的十層功力，近年來，介孔材料具有極高的比表面積、規則有序的孔道結構、狹窄的孔徑分佈、孔徑大小連續可調等特點，使得能完成微孔沸石分子篩不能完成的化學催化功能。有學者認為，介孔結構的納米片狀碳化鎢能最大發揮碳化鎢的催化作用。

試驗採用水熱合成法，將1.32g鎢酸鈉溶於20ml去離子水，在攪拌條件下逐滴滴加於2 mol/L 的HCl 溶液中，調節pH為 1，得到黃綠色溶膠，加入0.14草酸攪拌 0.5 h，轉移至 50 mL 的簡易反應釜內，100 ℃恒溫反應 4 h，離心分離得到黃色沉澱，經去離子水多次洗滌至中性，最後用乙醇分散，60 ℃乾燥後研磨即得黃色前驅體粉末。將前驅體粉體置於石英舟內，將裝有前驅體的石英舟推入管式電阻爐中進行還原碳化。採用程式升溫方式將管式爐的溫度升高至設定溫度，並恒溫 6 h；最後在氮氣保護下降溫至 40 ℃以下，從石英舟內取出粉末即得納米碳化鎢。

經過對試驗制取的納米碳化鎢研究表明，介孔結構的碳化鎢納米片，納米片呈方形，由碳化鎢顆粒和空隙構成，晶相由 WC 和 W₂C 構成，孔隙的平均孔徑 3.5 nm，將其加入甲醇電池溶液中發現，介孔結構的納米碳化物的電催化氧化具有良好的催化活性，並體現出與鉑催化劑相似的雙氧化峰特徵。這為製備催化活性高且具有類鉑催化性能的碳化鎢電催化材料奠定了基礎。