碳載碳化鎢復(fù)合材料的制備及其電催化性能.pdf

1、碳化鎢（WC）具有類鉑催化性能和較強的抗中毒性能，是潛在的能夠替代鉑等貴金屬的催化材料，如何提高WC的電催化性能是研究的重點?；钚蕴迹ˋC）、碳黑（CB）、碳納米管（CNT）具有比表面積大、熱穩(wěn)定性高等特性，是優(yōu)良的催化劑載體。本文采用表面修飾和原位還原碳化技術(shù)，制備了碳化鎢/活性碳（WC/AC）、碳化鎢/碳黑（WC/CB）、碳化鎢/碳管納米（WC/CNT）三種復(fù)合材料，并將Pt粒子修飾于復(fù)合材料上，制得了Pt/WC/AC、Pt/WC/

2、CB、Pt/WC/CNT催化材料。采用FTIR、XRD、SEM、BET等分析測試技術(shù)，揭示了復(fù)合材料的物相組成、表面形貌等，利用循環(huán)伏安等電化學(xué)測試方法研究了所制備復(fù)合材料的電催化性能。
　　 論文首先研究了氧化劑對碳載體前處理的影響；其次，在偏鎢酸根離子的負(fù)載過程中，評價了AC與AMT的質(zhì)量比、負(fù)載時間、負(fù)載溫度對WC/AC的制備的影響；最后，還原碳化過程中，評價了反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、反應(yīng)氣體總流量等因素對WC/AC還原碳化的

3、的影響。采用液相還原技術(shù)，分別以甲醛、硼氫化鈉、甲醇為還原劑，制備了Pt/WC/CNT等復(fù)合材料。XRD、SEM測試結(jié)果表明，WC/AC、WC/CB、WC/CNT均由WC、W2C和C三種物相組成，WC顆粒細(xì)小，分散性好，均勻附著在載體外表面；Pt/WC/CNT復(fù)合材料由WC、CNT和Pt三種物相組成，鉑顆粒直徑約15～50 nm之間，均勻分散在WC/CNT上。
　　 以碳載碳化鎢復(fù)合材料作為電催化材料制成粉末微電極（PME），采

4、用循環(huán)伏安法研究其在堿性溶液中對對硝基苯酚的電還原行為。結(jié)果表明，WC/AC對對硝基苯酚的電催化活性優(yōu)于WC/CB、WC/CNT。WC/AC-PME上對硝基苯酚的電還原反應(yīng)為一個受吸附控制的不可逆過程，經(jīng)過100個循環(huán)的電還原反應(yīng)，還原峰電流衰減量很小，說明WC/AC具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。
　　 采用循環(huán)伏安法研究了FWWC/CNT催化劑對甲醇的電催化氧化性能，并探討了掃描速度、電解液溫度、甲醇濃度、硫酸濃度和Pt載量對甲醇電氧

5、化性能的影響，結(jié)果表明，Pt/WC/CNT的催化氧化性能隨著酸度的增加而下降，隨著甲醇濃度和電解液溫度的增加而提高；Pt/WC/CNT上的甲醇氧化峰電流隨著鉑載量的增加而增加，當(dāng)載量達(dá)到20％時，催化性能最佳。
　　 在堿性介質(zhì)中，Pt/WC/CNT，Pt/WC/CB，Pt/WC/AC對析氫反應(yīng)均有良好的催化性能，Pt/WC/CNT的催化活性優(yōu)于Pt/WC/CB、Pt/WC/AC；經(jīng)過100次循環(huán)伏安實驗，Pt/WC/CNT，P