碳化钨/碳化二钨核壳结构纳米复合材料的制备及电化学性能

李国华 ,  陈丹 ,  郑翔 ,  谢伟淼 ,  程媛

引用本文: 李国华, 陈丹, 郑翔, 谢伟淼, 程媛. 碳化钨/碳化二钨核壳结构纳米复合材料的制备及电化学性能[J]. 物理化学学报, doi: 10.3866/PKU.WHXB201206042 shu
Citation:  LI Guo-Hua, CHEN Dan, ZHENG Xiang, XIE Wei-Miao, CHENG Yuan. Preparation and Electrocatalytic Activity of WC/W2C Nanocomposite with Core-Shell Structure[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, doi: 10.3866/PKU.WHXB201206042 shu

碳化钨/碳化二钨核壳结构纳米复合材料的制备及电化学性能

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21173193)资助项目 (21173193)

摘要:

以偏钨酸铵为钨源, 铁黄(FeOOH)为载体, 将表面包覆法与原位还原碳化技术相结合, 制备出了具有核壳结构的碳化钨(WC)/碳化二钨(W2C)纳米复合材料; 应用X射线衍射(XRD)分析、透射电子显微镜(TEM)和X射线能量散射谱(EDS)等手段对不同阶段样品的晶相、形貌、微结构和化学组成等特征进行了表征. 结果表明, 负载体经煅烧后, 载体及包裹层的物相均发生了变化, 形貌也相应地发生了改变; 经盐酸处理及还原碳化后, 样品由WC和W2C纳米颗粒构成, 并构成了以W2C为壳, 以WC为核的典型核壳结构; 结合表征结果对核壳结构的形成机理进行了探讨. 采用三电极体系循环伏安法测试了样品在酸性、中性和碱性溶液中对甲醇的电催化氧化活性. 结果表明, 与颗粒状碳化钨和介孔空心球状碳化钨相比, 样品的电催化活性有了明显的提高. 这说明W2C与WC构成核壳结构纳米复合材料后, 其电化学性能有了明显的提升, 核壳结构纳米复合材料是提高碳化钨催化材料活性的有效途径之一.

English

    1. [1]

      (1) Levy, R. B.; Stauffer, M. C. Science 1973, 181, 547. doi: 10.1126/science.181.4099.547

      (1) Levy, R. B.; Stauffer, M. C. Science 1973, 181, 547. doi: 10.1126/science.181.4099.547

    2. [2]

      (2) Wang, G. J.; Liu, R. Z.; Chang, J. S. J. Qingdao Univ. 2001, 16,51. [王广建, 刘荣展, 常俊石. 青岛大学学报, 2001, 16, 51.](2) Wang, G. J.; Liu, R. Z.; Chang, J. S. J. Qingdao Univ. 2001, 16,51. [王广建, 刘荣展, 常俊石. 青岛大学学报, 2001, 16, 51.]

    3. [3]

      (3) Zhu, L. Z.; Chen, Y. F.; Zhang, Q. Y. Chin. J. Appl. Chem. 1999,16, 52. [朱龙章, 陈宇飞, 张庆元. 应用化学, 1999, 16, 52.](3) Zhu, L. Z.; Chen, Y. F.; Zhang, Q. Y. Chin. J. Appl. Chem. 1999,16, 52. [朱龙章, 陈宇飞, 张庆元. 应用化学, 1999, 16, 52.]

    4. [4]

      (4) Ma, C. A.; Yang, Z.W.; Zhou, Y. H.; Zha, Q. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 1990, 6, 622. [马淳安, 杨祖望, 周运鸿, 查全性. 物理化学学报, 1990, 6, 622.] doi: 10.3866/PKU.WHXB19900521(4) Ma, C. A.; Yang, Z.W.; Zhou, Y. H.; Zha, Q. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 1990, 6, 622. [马淳安, 杨祖望, 周运鸿, 查全性. 物理化学学报, 1990, 6, 622.] doi: 10.3866/PKU.WHXB19900521

    5. [5]

      (5) Palanker, V. S.; Gajyev, R. A.; Sokolsky, D. V. Electrochim. Acta 1977, 22, 133. doi: 10.1016/0013-4686(77)85025-1(5) Palanker, V. S.; Gajyev, R. A.; Sokolsky, D. V. Electrochim. Acta 1977, 22, 133. doi: 10.1016/0013-4686(77)85025-1

    6. [6]

      (6) Zellner, M. B.; Chen, J. G. Catal. Today 2005, 99, 299. doi: 10.1016/j.cattod.2004.10.004(6) Zellner, M. B.; Chen, J. G. Catal. Today 2005, 99, 299. doi: 10.1016/j.cattod.2004.10.004

    7. [7]

      (7) McIntyre, D. R.; Burstein, G. T.; Vossen, A. J. Power Sources2002, 107, 67. doi: 10.1016/S0378-7753(01)00987-9(7) McIntyre, D. R.; Burstein, G. T.; Vossen, A. J. Power Sources2002, 107, 67. doi: 10.1016/S0378-7753(01)00987-9

    8. [8]

      (8) Li, G. H.; Tian,W.; Tang, J. Y.; Ma, C. A. Acta Phys. -Chim. Sin.2007, 23, 1370. [李国华, 田伟, 汤俊艳, 马淳安. 物理化学学报, 2007, 23, 1370.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20070912(8) Li, G. H.; Tian,W.; Tang, J. Y.; Ma, C. A. Acta Phys. -Chim. Sin.2007, 23, 1370. [李国华, 田伟, 汤俊艳, 马淳安. 物理化学学报, 2007, 23, 1370.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20070912

    9. [9]

      (9) Zheng, Y. F.; Lu, Y. P.; Mo,W. M.; Li, G. H.; Zhao, N. J. Inorg. Mater. 2010, 25, 1139. [郑遗凡, 陆月萍, 莫卫民, 李国华,赵娜. 无机材料学报, 2010, 25, 1139.] doi: 10.3724/SP.J.1077.2010.01139(9) Zheng, Y. F.; Lu, Y. P.; Mo,W. M.; Li, G. H.; Zhao, N. J. Inorg. Mater. 2010, 25, 1139. [郑遗凡, 陆月萍, 莫卫民, 李国华,赵娜. 无机材料学报, 2010, 25, 1139.] doi: 10.3724/SP.J.1077.2010.01139

    10. [10]

      (10) Yao, G. X.; Shi, B. B.; Li, G. H.; Zheng, Y. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 1317. [姚国新, 施斌斌, 李国华, 郑遗凡. 物理化学学报, 2010, 26, 1317. doi: 10.3866/PKU.WHXB20100337(10) Yao, G. X.; Shi, B. B.; Li, G. H.; Zheng, Y. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 1317. [姚国新, 施斌斌, 李国华, 郑遗凡. 物理化学学报, 2010, 26, 1317. doi: 10.3866/PKU.WHXB20100337

    11. [11]

      (11) Okamoto, H.; Kawamura, G.; Ishikawa, A.; Kudo, T.J. Electrochem. Soc. 1987, 134, 1653. doi: 10.1149/1.2100730(11) Okamoto, H.; Kawamura, G.; Ishikawa, A.; Kudo, T.J. Electrochem. Soc. 1987, 134, 1653. doi: 10.1149/1.2100730

    12. [12]

      (12) Zhong, C. J.; Mathew, M. M. Adv. Mater. 2001, 13, 1507. doi: 10.1002/1521-4095(200110)13:19<1507::AID-ADMA1507>3.0.CO;2-#(12) Zhong, C. J.; Mathew, M. M. Adv. Mater. 2001, 13, 1507. doi: 10.1002/1521-4095(200110)13:19<1507::AID-ADMA1507>3.0.CO;2-#

    13. [13]

      (13) Cachet-Vivier, C.; Vivier, V.; Cab, C. S.; Nedelec, J. Y.; Yu, L. T.Electrochim. Acta 2001, 47, 181. doi: 10.1016/S0013-4686(01)00549-7(13) Cachet-Vivier, C.; Vivier, V.; Cab, C. S.; Nedelec, J. Y.; Yu, L. T.Electrochim. Acta 2001, 47, 181. doi: 10.1016/S0013-4686(01)00549-7

    14. [14]

      (14) Wu, L. S.; Bai, G.; Yuan, Z. X. Minerals and Rocks; ChemicalIndustry Press: Beijing, 2004; pp 2-3. [吴良士, 白鸽, 袁忠信. 矿物与岩石. 北京: 化学工业出版社, 2004: 2-3.](14) Wu, L. S.; Bai, G.; Yuan, Z. X. Minerals and Rocks; ChemicalIndustry Press: Beijing, 2004; pp 2-3. [吴良士, 白鸽, 袁忠信. 矿物与岩石. 北京: 化学工业出版社, 2004: 2-3.]

    15. [15]

      (15) Shen, Y. F. Solid State Physics Foundation Course; ChemicalIndustry Press: Beijing, 2005; pp 254-257. [沈以赴. 固体物理学基础教程. 北京: 化学工业出版社, 2005: 254-257.](15) Shen, Y. F. Solid State Physics Foundation Course; ChemicalIndustry Press: Beijing, 2005; pp 254-257. [沈以赴. 固体物理学基础教程. 北京: 化学工业出版社, 2005: 254-257.]

    16. [16]

      (16) Ma, C. A.; Zhang,W. M.; Li, G. H.; Zheng, Y. F.; Zhou, B. X.;Cheng, D. H. Acta Chim. Sin. 2005, 63, 1151. [马淳安, 张维民, 李国华, 郑遗凡, 周邦新, 成旦红. 化学学报, 2005, 63,1151.](16) Ma, C. A.; Zhang,W. M.; Li, G. H.; Zheng, Y. F.; Zhou, B. X.;Cheng, D. H. Acta Chim. Sin. 2005, 63, 1151. [马淳安, 张维民, 李国华, 郑遗凡, 周邦新, 成旦红. 化学学报, 2005, 63,1151.]

    17. [17]

      (17) Li, G. H.; Zhu, J. T.; Tian,W.; Lou, Y.W.; Ma, C. A. Chin. J. Inorg. Chem. 2007, 23, 2044. [李国华, 竺金涛, 田伟, 楼颖伟, 马淳安. 无机化学学报, 2007, 23, 2044.](17) Li, G. H.; Zhu, J. T.; Tian,W.; Lou, Y.W.; Ma, C. A. Chin. J. Inorg. Chem. 2007, 23, 2044. [李国华, 竺金涛, 田伟, 楼颖伟, 马淳安. 无机化学学报, 2007, 23, 2044.]

    18. [18]

      (18) Frelink, T.; Visscher,W.; VanVeen, J. A. R. J. Electroanal. Chem. 1995, 382, 65. doi: 10.1016/0022-0728(94)03648-M

      (18) Frelink, T.; Visscher,W.; VanVeen, J. A. R. J. Electroanal. Chem. 1995, 382, 65. doi: 10.1016/0022-0728(94)03648-M

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  868
  • 文章访问数:  2913
  • HTML全文浏览量:  91
文章相关
  • 发布日期:  2012-08-02
  • 收稿日期:  2012-03-16
  • 网络出版日期:  2012-06-04
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章