最佳助催化劑—碳化鎢

自上世紀美國科學家發現碳化鎢具有類鉑催化性能後，人們發現碳化鎢在烴類重整、分解、加氫、異構化，氫氣和醇的電化學氧化，以及氧氣的電化學還原等反應中均具有較高的催化或助催化活性。

在燃料電池領域，碳化鎢負載鉑（Pt/WC）作為催化劑用於甲醇氧化和氧還原，比商業鉑/碳（Pt/C）催化劑具有更低的過電位和更高的電流密度。而且，隨著碳化鎢比表面積的增大，其對催化劑的助催化作用增強。另外，碳化鎢作為催化劑載體，還能保護活性組分免於被CO毒化。

但碳化鎢作為催化劑的前提在於如何降低碳化鎢粒徑或提高碳化鎢材料的表面積，這對其發揮助催化劑的作用至關重要。有研究人員通過水熱法將碳前驅體和鎢前驅體包裹在範本上；然後在高溫分解除去範本，將鎢前驅體分解為氧化鎢；最後在氮氣保護下高溫處理得空心半球結構的碳化鎢，其實驗過程大致如下：

在一個容積為50 mL內襯聚四氟乙烯膽的高壓反應釜中加入1克粒徑為1.3微米的聚苯乙烯球，2克葡萄糖，1克偏鎢酸銨和40 ml去離子水，攪拌均勻。將高壓反應釜封口，置於烘箱中，升溫到180 ℃，保溫12小時。冷卻後，將固體粉乾燥並置於功率為2000瓦的微波爐中，加熱2分鐘。將所得產物置於管式爐，在氮氣保護下於900 ℃保溫2小時，得到直徑為 1.6微米的碳化鎢空心半球，壁厚約200納米，所得到的碳化鎢空心半球形貌規整，粒徑均勻。

在電解液為0.1 mol/L的高氯酸，溫度為25℃，掃描速度為5毫伏/秒，電極轉速為 1600轉/分鐘的條件下，將負載Pt催化劑（Pt/碳化鎢空心半球）與傳統的Pt/ C催化劑的氧還原性能進行對比，結果得出，碳化鎢空心半球作為載體對Pt催化劑 具有顯著的助催化作用；相比碳載體，碳化鎢空心半球能大幅度提高Pt催化劑的活性，並能降低反應過電位。

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