碳化鎢蒙脫石複合催化劑及其製備

碳化鎢（WC）是一種具有高硬度，良好導電性，高耐酸性的功能材料。自從上世紀七十年代發現WC具有類鉑的催化性能以來，WC被廣泛的用於化學領域的催化加氫、脫氫、異構化及烴類轉化與合成反應中；在電化學領域，WC對於氫離子化與析氫反應也有一定的應用前景。

在固相催化反應中，催化劑的粒徑大小分佈、分散性都是影響催化劑活性的重要因素，因此製備出高分散性、晶粒細化的催化劑是提高催化劑活性的有效方法之一。傳統方法所製備的碳化鎢普遍細微性較大，催化能力有限，也因此有研究人員提出了碳化鎢與蒙脫石複合方案。

蒙脫石是一種納米尺度的天然層狀矽酸鹽晶體，其具有較強的表面電負性、比表面積大、吸附性強等特點。經剝離後的蒙脫石納米片層其厚度僅為幾十納米，其長徑比可以達到幾百，以這樣的納米片層作為結構單元，可以實現WC在其表面的自組裝，通過控制合成中的鎢蒙比、反應的條件可以提高電催化活性。碳化鎢/蒙脫石的複合過程有：

（1）鈉基蒙脫石加入1～12mol/L的氯化鋰水溶液中，充分攪拌分散，在水熱反應釜中，密閉加熱至120～160℃（優選130～140℃），反應12～24h（優選24h）， 冷卻後取沉澱物洗滌後離心分離，乾燥、制得剝離的蒙脫石納米片；

（2）步驟（1）中得到的剝離的蒙脫石納米片與六氯化鎢在無水乙醇中混合均勻，充分攪拌得到黃色的懸浮液，在30～50℃（優選30℃）的溫度下反應 12～24h（優選24h），將所得的沉澱物洗滌、離心分離，乾燥、研磨、制得三氧化鎢蒙脫石前驅體；所述六氯化鎢中鎢的物質的量：（剝離的蒙脫石納米片的陽 離子交換量×剝離的蒙脫石納米片的品質）=1～6：1，優選2～4：1；

（3）步驟（2）中得到的三氧化鎢蒙脫石前驅體在甲烷與氫氣的混合氣氛下，按甲烷、氫氣的流量比為1:2.3～9，升溫至700～900℃（優選800℃）溫度 下，還原碳化反應3～8h（優選5～8h），待反應結束後，關閉甲烷，通入氫氣 10～30min（優選20min），關閉氫氣，在惰性氣體的保護下將產物冷卻至室溫，制得所述的碳化鎢蒙脫石複合催化劑。

碳化鎢蒙脫石複合催化劑及其製備方法充分的利用了蒙脫石作為載體材料優良的性能、以及WC類鉑的催化性能、控制WC的晶粒大小及分散性，從而提高WC的電催化性能。實例表明，複合催化劑對甲醇具有很高的電氧化性能，可應用於甲醇燃料電池中鉑催化劑的替代品。

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