碳化鎢催化劑

碳化鎢具有特殊的耐腐蝕性" 高硬度" 優良的斷裂韌性和抗壓強度而被廣泛應用於硬質合金工業,近年來,納米複合技術和材料的發展給它注入了新的活力,碳化鎢的應用領域已從硬質合金擴展到大規模集成印刷電路板、精密儀器、航空航太業等高端領域,但是或許很多人想不到,碳化鎢亦是一種化學催化劑。

說到鎢催化劑,可能人們想到的是磷鎢酸、矽鎢酸等雜多酸鹽,但千真萬確的是,碳化鎢也有催化的性能,國外學者Muller、Gault是碳化物催化性能最早的發現者。他們在研究中發現,碳化鎢中碳的存在改變了鎢的表面電子的特性, 使之擁有與鉑催化劑相類似的性能.對W、WC、Pt的X射線光電子能譜分析證實了上述觀點。眾所周知,鉑等金屬俗稱白金,不是誰都用得起的催化劑,但從那以後,人們開始將碳化鎢在一些重要的化學反應中代替鉑、銠、鈀、銥釕等貴重過渡金屬作為催化劑,即能滿足催化需求,又能節省資金。

碳化鎢可用於製造新能源電池,與純氫的供氫方式相比,由天然氣、甲醇、汽油等碳氫化合物通過重整方式現場制取反應氣或液體燃料供燃料電池發電具有能量密度高、能量轉換效率大、方便運輸、容易補充等優點。過去因為這類電池的催化劑只有鉑,成本太高難以推廣,但現在,碳化鎢完成地解決成本問題,不久將來,這類電池將很快出現在我們的手機、平板、手提電腦中。

以甲烷為主要成分的天然氣因其儲量大而被認為是一種有前途的氫源,甲烷轉化制合成氣反應,包括蒸氣重整,二氧化碳幹氣重整和氧氣重整三種方法,傳統的甲烷制合成氣的反應用鉑等稀有貴金屬作為催化劑,成本比汽油還高,但正是碳化鎢催化劑的作用,天然氣的成本大幅下降,我們才能看到滿街跑的天然氣計程車。

碳化钨催化剂图片

肼是用於火箭推進器中的一種液體燃料,生產中也需要用鉑作催化劑,價格不必說,反正就是燒錢,在改用碳化鎢後,學者們發現效果相差無幾,但是會產生積碳,因此學者們還在裡面加入了氦He, 分解產生N2 和 NH3

碳化钨催化剂图片

碳化鎢的催化劑作用不勝枚舉,但需要說明的是,碳化鎢的導電性並不強,相對於鉑還是有一些局限性,但這個問題現在也得到了解決,隨著新材料之王“石墨烯“的大規模應用,人們發現在製備納米形態的碳化鎢和石墨烯製成複合催化劑可以解決碳化鎢催化劑導電性弱的問題,自此,碳化鎢催化劑再無軟肋。

 

 

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