碳化鎢粉末（WC粉末）是一種新型功能材料，具有與貴金屬鉑（Pt）相類似的電催化性能、較強(qiáng)的抗一氧化碳（CO）中毒能力、較高的導(dǎo)電性和選擇性等優(yōu)點(diǎn)，未來有望部分或者完全替代Pt等貴金屬作為燃料電池電催化劑。
從化學(xué)的角度上來看，WC粉末的電催化性能除了與生產(chǎn)工藝和工藝參數(shù)有關(guān)之外，還與原材料種類密切相關(guān)。由于不同的鎢源制備出來的WC粉末的分散性和顆粒尺寸不一樣，所以Pt-WC催化劑的電催化活性也存在較大的區(qū)別。
碳化鎢粉末的生產(chǎn)步驟：在以碳納米管為載體，檸檬酸為絡(luò)合劑的前提下，分別以偏鎢酸銨（AMT）、鎢酸鈉（ST）及仲鎢酸銨（APT）為鎢源，利用水熱法制備前驅(qū)體（鎢酸和碳納米管復(fù)合物）；然后將所得的前驅(qū)體放入高溫管式爐中，采用程序升溫法進(jìn)行煅燒，除去碳納米管，得到氧化鎢中間體，隨之在950℃的氮?dú)鈿夥罩型ㄈ胩荚催M(jìn)行碳化，得到WC粉末。
不同原料制備的碳化鎢粉的XRD和SEM圖（圖源：ZHU Yisong/Nonferrous Metals Science and Engineering）
研究表明：以AMT為原料制備的WC粉末較為分散，呈類球狀，尺寸較小，約100nm，且分布較均勻，而以ST為原料制備的WC粉末有明顯的團(tuán)聚，粒度分布較大，在100~500nm之間；以APT為原料制備的WC粉末的分散性較差，嚴(yán)重團(tuán)聚，且尺寸較大，在500nm以上。
碳化鎢粉如何載鉑？稱取適量的WC粉末置于燒杯中，加入一定量的氯鉑酸和蒸餾水，接著超聲，然后滴加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值，攪拌均勻后逐滴加入硼氫化鈉水溶液；最后將懸浮液抽濾干燥，得到Pt-WC催化劑。
不同原料制備的Pt-WC在硫酸中的CV曲線圖（圖源：ZHU Yisong/Nonferrous Metals Science and Engineering）
研究表明，以偏鎢酸銨作為鎢源制備的Pt-WC催化劑的電催化性能最好，鎢酸鈉的次之，仲鎢酸銨的最差，主要是歸因于AMT制備的WC粉末分散性良好、呈類球狀和尺寸較小，所以電化學(xué)活性表面積較大。以AMT為原料制備的Pt-WC催化劑在硫酸體系中的峰電流密度明顯高于ST和APT的，在硫酸甲醇體系中的峰電流密度也明顯高于ST和APT的。
