偏钨酸铵制备纳米磷化钨:高效制氢催化剂

由于燃烧化石燃料导致环境污染和气候变化,寻找可再生清洁能源替代品变得越来越重要。氢(H2)能量密度高、零排放,是未来最有前途的能源载体之一。在各种制氢方法中,电催化分解水的析氢反应(HER)被认为是大规模制氢的理想环保策略。
 
铂 (Pt) 和 Pt 基贵金属被认为是最好的 HER 催化剂,但它们的高昂费用和陆地稀缺性严重阻碍了它们的实际应用。基于质子交换膜的电解系统。此外,由于在低 pH 值介质中腐蚀,它们的稳定性较差。因此,有必要寻找一种新的稳定的非贵金属HER催化剂。
 
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磷化钨(WP)由于其独特的催化和电子特性在析氢反应中引起了越来越多的关注。偏钨酸铵制备了磷化钨纳米棒(WP2),具有作为制氢高效催化剂的巨大潜力。结果证明它是析氢反应的优良催化剂。合成过程如下:
 
WP2合成图片
 
首先将0.167 mmol偏钨酸铵(AMT)溶于20 mL蒸馏水中,然后加入18.0 mmol乙二胺(EDA)和10.0 mmol乙酸铵(NH4Ac)。在磁力搅拌下完全溶解后,将溶液转移并密封到内体积为 50 mL 的聚四氟乙烯内衬高压釜中,然后以 2.5 °C min-1 的斜坡加热至 250 °C,并在室温下保持 48 h电烤箱。将绿色产物离心,分别用蒸馏水和无水酒精洗涤数次。最后,将产物在真空烘箱中在 60 °C 下干燥 24 h。然后,将预先制备的 (NH4)0.25WO3 NRs 和 W/P 摩尔比为 1:20 的次磷酸钠 (NaH2PO2) 置于两个封闭的瓷坩埚中,以 5°C 的斜坡升温至 750°C min−1 并在此温度下在 Ar 气氛中保持 2 小时,然后在 Ar 气氛下自然冷却至环境温度。
 
总之,偏钨酸铵成功制备了纳米磷化钨,具有作为高效制氢催化剂的巨大潜力。 WP2 NRs 催化剂在酸性 (pH 0.3)、中性 (pH 7.0) 和碱性介质 (pH 14.0) 中均表现出优异的催化活性和优异的耐久性,使其成为地球上铂基催化剂对水的极佳替代品电解用于氢燃料的大规模生产。催化剂的催化活性受合成温度的影响,主要受钨的氧化态影响。
 

 

 

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