偏钨酸铵应用于析氢电催化剂

今天,氢气用于各种工业应用。最初,它是各种化学过程所需的基本材料,如炼油、氨和甲醇的生产以及许多聚合物的合成。此外,氢气还用于其他工业部门,即:玻璃和电子生产、冶金和食品工业。由于其特性,氢也被认为是最重要的能源之一,可以替代碳基燃料。

析氢反应图片

铂 (Pt) 是一种昂贵的贵金属,其复合材料由于其优越的催化活性仍然是最有效的 HER 催化剂。然而,其高昂的成本限制了其应用。减少具有高活性和优异析氢稳定性的贵金属电催化剂的负载仍然是一个重点挑战。出色的稳定性归功于金属颗粒固定在多孔碳结构中。负载在 BMZ 模板 (Pt-WC/BMZ) 上的 Pt 和 WC 纳米粒子是通过简单的方法制备的。偏钨酸铵应用于析氢电催化剂中,所生产的催化剂表现出高性能和优异的析氢稳定性。 Pt-WC-1,10/BMZ催化剂(Zn/Co的摩尔比为1:2)表现出高性能和优异的析氢稳定性。 Pt-WC-/BMZ催化剂的合成过程如下:

Pt-WC-BMZ催化剂的SEM图像

首先,双金属 Zn-Co-ZIFs (BMZ) 是通过典型的溶液沉淀合成的。将 0.326 g 六水合硝酸锌和 0.620 g 六水合硝酸钴的溶液超声分散到 10 mL 去离子水中 10 分钟以形成均匀溶液。之后,将上述溶液加入到含有1.024g 2-甲基咪唑的10mL去离子水中。紫色溶液在室温下孵育24小时,离心收集,用去离子水洗涤5次,最后在80°C真空烘箱中干燥过夜。

然后,将0.5g制备的BMZ和0.2g偏钨酸铵水合物溶于20mL六水合氯铂酸(3.86mmol/L)中,超声分散10分钟充分渗透。然后将混合物在室温下孵育 10 小时,通过离心收集并在烘箱中在 80°C 下干燥过夜。最后,将产物在 5% H2/Ar 气氛中在 900°C 下以 5°C/min 的加热速率煅烧 2.5 小时。通过改变氯铂酸六水合物与偏钨酸铵水合物的质量比,同样合成了Pt-WC-0.7,10/BMZ和Pt-WC-2.5,10/BMZ。 Pt/BMZ 和 WC/BMZ 按照 Pt-WC-1,10/BMZ 标准制备,分别不添加偏钨酸铵水合物和氯铂酸六水合物。

总之,偏钨酸铵被用于生产低成本析氢电催化剂,所生产的催化剂表现出高性能和优异的析氢稳定性。负载在 BMZ 模板上的 Pt 和 WC 纳米粒子是通过简单的过程制备的。 Pt-WC-1,10/BMZ 催化剂(Zn/Co 的摩尔比为 1:2)在 0.5M H2SO4 中表现出惊人的活性,在 -10mVcm-2 的电流密度下具有 23mV 的低过电位,小Tafel 斜率为 40.1mV dec-1,耐用性长(计时电位测试至少为 3000 次循环和 8 小时)。

 

 

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