碳化钨与蒙脱石纳米复合材料之电催化性能

碳化钨(WC)的核外电子排布因与铂类似而具有类铂催化性能，可用作电化学领域的催化剂，且由于具有优越的抗H2S和CO中毒能力等特点而成为当今研究的热点，但是其电催化活性远不如铂等贵金属催化剂。因此，提高活性是 WC替代或部分替代铂等贵金属催化剂的关键和面临的技术难题。

人们发现，将碳化钨与导性性高的载体材料复合，能有效提高 WC 活性。只是材料虽多，但寻找一种完美的载体材料如同大海捞针，许多材料虽然能提高碳化钨的活性，但是还不能真正达到铂性能。

有学者选择蒙脱石(MMT)为碳化钨的载体，制备碳化钨与蒙脱石复合催化材料， 并研究其性能， 是因为MMT具有 2:1型层状结构， 是一种天然的硅酸盐层状结构材料， 具有表面电负性强、 比表面积大、吸附性强及阳离子交换性能好等特点，对纳米微粒具有很好的分散与稳定作用， 并可保持复合催化剂的稳定性。因此， 将具有类铂催化活性的碳化钨负载于MMT纳米片层之上必可得到性能良好的催化。

将 WCl₆溶于 50 mL无水乙醇中，再将 E-MMT加入上述溶液中， 超声分散 10 min， 将体系置于 30 °C的水浴中恒温搅拌 24 h， 然后静置、过滤、 洗涤、 干燥和研磨后获得WO₃/MMT前驱体，将前驱体装于石英舟内并置于管式电炉中， 通氮气(N₂) 30 min后， 改通CH₄和H2混合气体(CH₄:H₂的体积比为 1:4)， 同时将管式炉的温度升高至400 °C保持 30 min， 再升高至 800 °C保温一段时间， 然后在 N₂保护下冷却至室温， 即获得碳化钨与蒙脱纳米复合材料。

将碳化钨与蒙脱石纳米复合材料用于电催化酸性甲醇溶液，结果可知，碳化钨与蒙脱石纳米复合材料在酸性体系中对甲醇具有良好的电催化活性, 并具有类铂催化性能, 其电催化活性不仅与复合材料的物相组成有关, 还与复合材料的微结构特征有关. 当复合材料中碳化钨的物相由 WC和 W₂C构成, 并以 WC占绝对多数, 且两者在蒙脱石片层外表面形成均匀的负载层时, 复合材料对甲醇的电催化活性最好, 且类铂电催化性能最强，这足以说明，蒙脱石片层是碳化钨良好的载体。

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