[发明专利]一种高结合度纳米WC基二元复合材料的制备方法和应用

摘要

一种高结合度纳米WC基二元复合材料的制备方法和应用，该制备方法包括：1)将钨源、氯化亚锡溶液和草酸加入到去离子水中，搅拌均匀后得到混合溶液；2)将混合溶液进行水热反应得到前驱体颗粒；3)将前驱体颗粒进行煅烧获得煅烧后的粉体材料；4)将煅烧后的粉体材料与高纯白锡粉混合均匀后进行压片，并在氮气气氛下再次煅烧获得块状烧结材料；5)块状烧结材料采用程序升温‑气固反应法在H2和CO的混合气氛中进行碳化得到WC‑Sn复合材料；6)将WC‑Sn复合材料在盐酸中进行缓慢溶解并活化；7)将氯铂酸溶液加入到WC‑Sn复合材料中进行置换载铂得到PtSn/WC复合材料。该PtSn/WC复合材料可作为电催化剂应用于甲醇燃料电池中，可明显提高催化效率和催化剂使用寿命。

主权项

1.一种纳米PtSn/WC复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将钨源和15～20mM氯化亚锡溶液按照W/Sn质量比为4：0.15～1.5加入到去离子水中，添加草酸作为还原剂，搅拌均匀后得到钨源和氯化亚锡总质量分数为3～5wt％的混合溶液，其中草酸的加入量以去离子水的体积计为0.2～0.5g/15mL；(2)将步骤(1)得到的混合溶液转移至水热反应釜中，于160℃～220℃进行水热反应8～14h，得到前驱体颗粒；(3)将步骤(2)得到的前驱体颗粒在300‑600℃进行煅烧，获得煅烧后的粉体材料；(4)将步骤(3)得到的煅烧后的粉体材料与高纯白锡粉混合均匀后进行压片，其中高纯白锡粉的质量分数不超过20％，并在氮气气氛下于300‑600℃进行再次煅烧，获得块状烧结材料；(5)块状烧结材料采用程序升温‑气固反应法在H2和CO的混合气氛中进行碳化，所述的程序升温‑气固反应法为：以1～10℃/min程序升温至800～1000℃保持1～5小时，碳化完成后得到碳化钨‑锡复合材料；(6)将步骤(5)获得的碳化钨‑锡复合材料在0.5‑2M的盐酸下进行缓慢的溶解并活化，时间为0.5‑2h，活化完成后用去离子水洗涤、烘干；(7)将氯铂酸溶液加入到经步骤(6)处理后的碳化钨‑锡复合材料中进行置换载铂，反应完成后经过滤、清洗、烘干得到PtSn/WC复合材料。