偏鎢酸銨應用於低成本析氫電催化劑

今天，氫氣用於各種工業應用。最初，它是各種化學過程所需的基本材料，如煉油、氨和甲醇的生產以及許多聚合物的合成。此外，氫氣還用於其他工業部門，即：玻璃和電子生產、冶金和食品工業。由於其特性，氫也被認為是最重要的能源之一，可以替代碳基燃料。

鉑 (Pt) 是一種昂貴的貴金屬，其複合材料由於其優越的催化活性仍然是最有效的 HER 催化劑。然而，其高昂的成本限制了其應用。減少具有高活性和優異析氫穩定性的貴金屬電催化劑的負載仍然是一個重點挑戰。出色的穩定性歸功於金屬顆粒固定在多孔碳結構中。負載在 BMZ 模板 (Pt-WC/BMZ) 上的 Pt 和 WC 納米粒子是通過簡單的方法製備的。偏鎢酸銨應用於低成本的析氫電催化劑中，所生產的催化劑表現出高性能和優異的析氫穩定性。 Pt-WC-1,10/BMZ催化劑（Zn/Co的摩爾比為1:2）表現出高性能和優異的析氫穩定性。 Pt-WC-/BMZ催化劑的合成過程如下：

首先，雙金屬 Zn-Co-ZIFs (BMZ) 是通過典型的溶液沉澱合成的。將 0.326 g 六水合硝酸鋅和 0.620 g 六水合硝酸鈷的溶液超聲分散到 10 mL 去離子水中 10 分鐘以形成均勻溶液。之後，將上述溶液加入到含有1.024g 2-甲基咪唑的10mL去離子水中。紫色溶液在室溫下孵育24小時，離心收集，用去離子水洗滌5次，最後在80°C真空烘箱中乾燥過夜。

然後，將0.5g製備的BMZ和0.2g偏鎢酸銨水合物溶於20mL六水合氯鉑酸(3.86mmol/L)中，超聲分散10分鐘充分滲透。然後將混合物在室溫下孵育 10 小時，通過離心收集並在烘箱中在 80°C 下乾燥過夜。最後，將產物在 5% H2/Ar 氣氛中在 900°C 下以 5°C/min 的加熱速率煅燒 2.5 小時。通過改變氯鉑酸六水合物與偏鎢酸銨水合物的質量比，同樣合成了Pt-WC-0.7,10/BMZ和Pt-WC-2.5,10/BMZ。 Pt/BMZ 和 WC/BMZ 按照 Pt-WC-1,10/BMZ 標準製備，分別不添加偏鎢酸銨水合物和氯鉑酸六水合物。

總之，偏鎢酸銨被用於生產低成本析氫電催化劑，所生產的催化劑表現出高性能和優異的析氫穩定性。負載在 BMZ 模板上的 Pt 和 WC 納米粒子是通過簡單的過程製備的。 Pt-WC-1,10/BMZ 催化劑（Zn/Co 的摩爾比為 1:2）在 0.5M H2SO4 中表現出驚人的活性，在 -10mVcm-2 的電流密度下具有 23mV 的低過電位，小Tafel 斜率為 40.1mV dec-1，耐用性長（計時電位測試至少為 3000 次循環和 8 小時）。

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