碳化鉬是一類典型的過渡金屬碳化物,它具有良好電化學(xué)催化析氫性能,同時(shí),由于表面可生成一層氧化物抑制電化學(xué)活性物質(zhì)的腐蝕,碳化鉬在不同pH值的介質(zhì)中都具有高穩(wěn)定性。但是純的碳化鉬易于團(tuán)聚,使得其電化學(xué)活性位點(diǎn)無法得到充分暴露,嚴(yán)重影響了其催化特性。因此,將碳化鉬與穩(wěn)定性優(yōu)異的碳納米材料進(jìn)行有效復(fù)合具有重要意義。
通過簡(jiǎn)單的工藝設(shè)計(jì),制備得到一種新型的碳化鉬/石墨納米帶復(fù)合材料。該復(fù)合材料具有如下優(yōu)勢(shì):石墨烯納米帶由于其開放式的結(jié)構(gòu),并在邊緣和表面同時(shí)具有豐富的活性位點(diǎn),為碳化鉬納米粒子的原位生長(zhǎng)提供一個(gè)高比表面積的基底,有效遏制碳化鉬的自聚,使得碳化鉬表面的活性位點(diǎn)更加充分地暴露;石墨烯納米帶相互貫穿聯(lián)結(jié),提高復(fù)合材料的導(dǎo)電性能,有利于電化學(xué)催化過程中電子的傳輸;碳化鉬/石墨烯納米帶復(fù)合材料的高比表面積有利于電化學(xué)過程中電解液的浸潤(rùn),從而提高其電化學(xué)性能;碳化鉬本身具備較高的析氫活性以及在不同介質(zhì)中的高穩(wěn)定性,可提高復(fù)合材料整體的性能。因此,將兩者進(jìn)行有效復(fù)合可實(shí)現(xiàn)良好的協(xié)同作用,以制備出性能優(yōu)異的復(fù)合材料。
提供的碳化鉬/石墨烯納米帶復(fù)合材料,其制備原料組成包括:多壁碳納米管、高錳酸鉀、濃硫酸、磷酸、七鉬酸銨和葡萄糖等。所提供的碳化鉬/石墨烯納米帶復(fù)合材料,是用水熱法和高溫碳化將碳化鉬納米粒子原位生長(zhǎng)在準(zhǔn)一維的石墨烯納米帶上獲得。
制備的具體步驟如下:
(1)將七鉬酸銨、葡萄糖溶于水中,制備得到均一的鹽溶液;
(2)將一定量的氧化石墨烯納米帶水分散液滴入步驟(1)所得的鹽溶液中,攪拌一段時(shí)間,形成均一分散液;
(3)將步驟(2)所得的分散液在一定溫度下水熱反應(yīng)一段時(shí)間;
(4)將步驟(3)所得產(chǎn)物,離心,取沉淀物清洗并干燥,再在惰性氣氛保護(hù)下高溫碳化,制備得到碳化鉬/石墨烯納米帶復(fù)合材料。