碳载纳米碳化钨氧还原电催化剂

近年来，随着新能源汽车的兴起，科学界对的电化学还原反应进行了深入的研究，例如燃料电池，它是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高，低污染。

在燃料电池研究中，为了得到高电流效率，氧还原反应必须在较低的过电位下发生，这就需要高效能的氧还原催化剂。在过往，铂是性能最好的还原催化剂，它们的优点是高的催化活性、高电子传导性和高度稳定性，缺点是昂贵的价格、易于毒化和选择性差。

考虑燃料电池的商业化，需要寻找更廉价的催化剂，并要求其对杂质物和污染物有更好的“免疫”性， 同时不损失对氧还原的活性。多数新型氧还原催化剂只能催化氧还原的二电子过程，只有少数催化物直接四电子过程。所以，研究非铂系催化剂或者用非贵金属部分替代的铂系催化剂的研究非常重要，例如碳化钨。

相对于铂，碳化钨催化剂的储量丰富、廉价、高效，但是对氧还原的催化性能仍不如铂系催化剂。所以，许多学者致力于研究发掘碳化钨的催化性能，例如有学者采用微波加热法制取碳载纳米碳化钨氧还原电催化剂，其制备过程包括：

(1)将金属钨溶解在过氧化氢溶液中，加入稳定剂异丙醇，静置，得到透明溶液；钨与30体积％过氧化氢水溶液的重量比是1：5-200；异丙醇与30体积％过氧化氢水溶液的体积比是1：1—10；

(2)加入载体碳粉，搅拌均匀，得到均匀粘稠的油墨状物；载体碳粉的质量与钨质量比为1：1—100；

(3)油墨状物在微波炉中进行间歇式微波加热处理1—20分钟，得到粉末；微波频段在2.00—3.00GHz；

(4)将粉末置于微波炉中在氩气气氛中交替微波加热处理1—120分钟，微波频段在 2.00—3.00GHz，得到碳载纳米碳化钨增强氧还原电催化剂。其中,载体碳粉的粒径为20纳米—200纳米。这种尺寸的催化剂颗粒制备成燃料电池电极时可形 成内阻较小的薄层。

采用微波加热法其制备过程方便安全，制备步骤的大大简化，在制备过程中加入的碳粉充当载体和还原剂的双重角色，其结构和负载型催化剂相同，可以提高催化剂的使用效率，降低催化剂的用量，具有成本效应。

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