碳化鉬高效催化劑的新合成方法

近期，廈門大學研究者採用新的脈衝焦耳加熱（PJH）技術，通過使用MoOx/4-Cl-o-苯二胺作為雜化前體，控制合成了3種高純度（96.89wt%）碳化鉬（MoC）納米材料，這不僅為生產高品質MoC納米材料鋪平了道路，也有助於催化劑領域的發展。該研究成果以“Rapid synthesis of high-purity molybdenum carbide with controlled crystal phases”為題，發表在英國皇家化學會期刊Materials Horizons上。

析氫反應（HER）是指一種通過電化學方法使用催化劑產生氫氣的技術，是實現工業化、廉價製備氫氣的重要手段。常見的電催化劑有貴金屬催化劑，過渡金屬催化劑，非晶態合金催化劑，金屬氧化物催化劑，半導體催化劑等。鉑是析氫反應中較常用一種貴金屬催化劑，表現出卓越的電催化活性和穩定性，但是其價格昂貴，因此開發低生產費用和高催化活性的催化劑成為研究的重點。

過渡金屬碳化物(TMCs)如碳化鉬和碳化鎢等因其可調控的電子結構和良好的熱力學穩定性，而在催化領域備受關注。其中，碳化鉬尤為引人注目，其表面電子特性與金屬鉑相媲美。正是這種相似性，使得MoC在眾多重要的化學反應中展現出了令人矚目的催化性能。具體而言，碳化鉬不僅可以在水煤氣變換反應中促進一氧化碳和水的相互轉化，還能在二氧化碳加氫反應中有效驅動碳的還原與氫的加合，以及在電催化產氫反應中能加快高純度氫氣的生產。

碳化鉬因其多樣的晶相結構（如α、η、γ、β等）而備受矚目。這些不同的晶相賦予MoC在催化反應中豐富而多變的基本特性和行為。然而，要全面理解並利用這些特性，關鍵在於合成出單一晶相的碳化鉬。但是，傳統的碳化鉬合成方法如高溫合成法，往往難以精確控制產物的晶相組成。這種不可控性極大地阻礙了MoC單相在催化反應中構效關係的深入研究，同時也限制了其在各領域的廣泛應用和進一步的技術探索。

為了控制地合成三種高純度的碳化鉬單相，廈門大學研究者提出了一種新的生產方法，即脈衝焦耳加熱技術。該技術以 MoOx/4-氯-鄰苯二胺雜化物為單源前驅體，通過調控碳原子從 Mo–C 本體到外表面的連續擴散，分別在 1.5 秒、9.6 秒和 90 秒內合成了高純度的α-MoC1-x（96.89wt%）、η-MoC1-x(94.71wt%)和β-Mo2C(92.24wt%)。

該研究結果表明，立方相 α-MoC1–x 在脈衝焦耳熱過程中，隨著 Mo–C 體系中碳組分含量的減少，會轉變為六方相 η-MoC1–x，並且可以進一步轉變為六方相 β-Mo2C。三種碳化鉬單相作為鉑催化劑的載體，在析氫反應中展現出顯著的金屬-載體相互作用調節的催化活性。這一發現對於優化和設計高效的析氫催化劑具有重要意義。

版權及法律問題聲明

本文資訊由中鎢線上®（www.ctia.com.cn，news.chinatungsten.com）根據各方公開的資料和新聞收集編寫，僅為向本公司網站、微信公眾號關注者提供參考資料。任何異議、侵權和不當問題請向本網站回饋，我們將立即予以處理。未經中鎢線上授權，不得全文或部分轉載，不得對檔所載內容進行使用、披露、分發或變更；儘管我們努力提供可靠、準確和完整的資訊，但我們無法保證此類資訊的準確性或完整性，本文作者對任何錯誤或遺漏不承擔任何責任，亦沒有義務補充、修訂或更正文中的任何資訊；本文中提供的資訊僅供參考，不應被視為投資說明書、購買或出售任何投資的招攬檔、或作為參與任何特定交易策略的推薦；本文也不得用作任何投資決策的依據，或作為道德、法律依據或證據。

• < 前一頁
• 下一個 >