石墨烯负载碳化钨催化剂

氢气是一种绿色的可替代化石燃料的高效清洁能源，规模化、低成本的制备和存储氢气具有重要的研究意义。

电解水制氢(析氢)是高效且环境友好的制氢方法，但所需的铂基催化剂价格昂贵，生产成本高，限制了该技术的工业化生产。近年来，科研工作者们报道了大量的非贵金属以及非金属析氢电催化剂，并取得了重要的突破。其中过渡金属的硫化物、碳化物等材料析氢反应电催化性能尤为显著。普遍认为，析氢电催化剂应具有较好的传递电子能力，而具有多孔结构的碳材料有利于电解质的传输和电子的转移，其中作为优良导体的还原石墨烯常被选作电极材料或载体，用于负载过渡金属氮化物或碳化物。

为获取高效、廉价的非贵金属电催化剂，有学者报道了一种石墨烯负载碳化钨催化剂的新型催化剂，这种催化剂的合成过程包括：

(1)采用含钨的杂多酸、聚合物导体、石墨烯为原料，经一锅法合成钨杂多酸-聚合物导体-还原石墨烯复合材料；

(2)在惰性气体的保护下，于700～1100℃下热处理2～5h，冷却、酸洗，得还原石墨烯负载碳化钨催化剂。

其中，钨杂多酸-聚合物导体-还原石墨烯三元复合材料，可通过绿色一锅法制备，合成过程无任何废料产生，同时可以有效阻止钨杂多酸和还原石墨烯的团聚。研究也表明，所制得的还原石墨烯负载碳化钨催化剂纳米粒子尺寸较小，分布均匀，具有多孔结构，碳化钨与具有强导电能力的还原石墨烯载体之间具有强结合作用，进而使得该催化剂拥有高效的电解水制氢性能，其起始电位为0～30mV(相对标准氢电极)，塔菲尔斜率为33.6～70.1mV dec-1，连续运行10～20h仍保持良好的稳定性。

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