碳化钨限域钌纳米球及其制备与在氢氧化反应中的应用

本发明涉及电催化，具体涉及碳化钨限域钌纳米球及其制备与在氢氧化反应中的应用。

背景技术：

1、随着社会发展对能源的需求逐年增长，以及能源与环境问题的日渐突出，亟需开发一种理想的绿色清洁能源替代当下的化石能源。氢能作为一种绿色高效二次能源，具有储量丰富、来源多样、低碳环保等特点，是21世纪最具发展潜力的可持续能源。氢燃料电池是一种利用电化学反应产生电能的装置，不受卡诺循环的限制，具有较高的能量转换效率，目前受到广泛关注和研究。氢燃料电池根据交换膜的不同主要分为酸性质子交换膜燃料电池(pemfc)和碱性阴离子交换膜燃料电池(aemfc)两类，相比于pemfc，碱性环境的aemfc可以在阴极使用非贵金属催化剂来降低成本，具有较大的潜在产业化优势。但在碱性条件下，阳极氢氧化反应(hor)的动力学十分缓慢，较酸性介质下的活性低2～3个数量级。目前，具有最高碱性hor活性的催化剂仍然来自于对铂族金属的大量使用，而高成本的铂族贵金属阻碍了碱性膜燃料电池的发展的进一步发展，因此开发高活性的非铂基贵金属负载的碱性hor催化剂是促进aemfc发展的关键环节之一。

2、过渡金属碳化物(tmcs)是由碳和过渡金属之间组成的金属间化合物，tmcs表现出类铂的性质，拥有良好的电学性质，因此是合成催化剂的良好载体。而载体的作用可能对催化性质有显著影响，类似于均相催化剂中的配体分子。因此，设计具有定制形态的纳米结构过渡金属碳化物已被证明是解决这些问题的有效策略。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术所指出的不足，本发明提供碳化钨限域钌纳米球及其制备与在氢氧化反应中的应用，该碳化钨纳米球显示出较为优异的催化活性、稳定性以及导电性。

2、本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

3、本发明的目的之一是提供一种碳化钨限域钌纳米球的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将钨源溶解于溶剂中，搅拌，超声，然后放入聚四氟乙烯反应釜中，随后放入烘箱，进行水热反应；反应完成后，冷却至室温，将所得物质进行洗涤、离心、干燥得到前驱体；

5、(2)采用钌源对上述制备的前驱物进行金属钌负载，加热蒸干，得到钌负载前驱物；

6、(3)将上述制备的钌负载前驱体在碳化气体氛围中进行热处理，得到碳化钨纳米球。

7、本发明的目的之二是提供一种根据前述的制备方法制备得到的碳化钨限域钌纳米球。

8、本发明的目的之三是提供前述的碳化钨限域钌纳米球在电催化氢氧化反应中的应用。

9、本发明的有益效果是：相较于现有技术，本发明提供了一种具有碳化钨限域钌的特殊结构纳米球及其制备方法，其可控的限域纳米球形貌使其具有较为广阔的应用前景，在氢氧化反应中表现出较高的催化活性、稳定性以及导电性，尤其适用于碱性介质中的氢氧化反应，能够为开发高效非铂基电化学催化剂提供切实可行的指导。

技术特征：

1.碳化钨限域钌纳米球及其制备与在氢氧化反应中的应用，其特征在于：

技术总结
本发明公开了碳化钨限域钌的纳米球的制备及其在氢氧化反应中的应用，涉及电催化技术领域，相较于现有技术，本发明提供了一种碳化钨限域钌的特殊纳米球结构及其制备方法，其特殊的限域结构和形貌使其具有较为广阔的应用前景，在氢氧化反应中表现出较高的催化活性、稳定性以及导电性，尤其适用于碱性介质中的氢氧化反应，能够为开发高效非铂基电化学催化剂提供切实可行的指导。

技术研发人员：徐坤,沈圆
受保护的技术使用者：安徽大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25