CN112138674B - 用于碱性条件下电化学析氢反应的钨基催化剂及制备方法 - Google Patents
用于碱性条件下电化学析氢反应的钨基催化剂及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于碱性条件下电化学析氢反应的钨基催化剂及制备方法，利用钨酸盐在热还原过程中发生相分离，转变为含钨的金属间化合物与单质钨组成的复合材料。得益于相分离过程中产生的大量的高活性界面和含钨的金属间化合物优化的电子结构带来的高本征催化活性，所制备的钨基催化剂在碱性环境下表现出高析氢活性。此外，制备过程中所使用的原料都为廉价的化学药品，制备过程简单易控。
Description
技术领域
本发明涉及一种电化学析氢反应用催化剂及其制备方法，具体涉及一种用于碱性条件下电化学析氢反应的钨基催化剂及制备方法。
背景技术
化石能源的日益枯竭以及所导致的环境恶化问题使人类迫切需要寻求新能源代之。在众多新能源中，氢能由于具有利用形式多样且环保等优点，是最具有发展潜力的新能源之一，也是各国竞相研究的热点乃至长期规划。氢气利用的首要前提是要大规模制氢，但目前氢气的主要来源依然是化石燃料，化石燃料制氢是不可持续的制氢方式。此外，化石燃料制氢得到的氢气纯度不够，无法满足氢燃料电池等能源器件的使用需求，因此发展可再生且能够制备高纯度氢气的制氢方式对推动氢能经济的发展具有重要意义。电解水制氢是一种理想的制氢方式，其转化效率高，工艺简单，制得氢气纯度高。电解水制氢可以在酸性或碱性电解质中进行。酸性条件下需使用贵金属Pt作为阴极的析催化剂，但Pt有限的储量和高昂的价格使得酸性条件下电解水无法大规模开展。目前碱性条件下的电解水主要使用金属镍作为阴极的析氢催化剂，但由于电解过程中高的过电位的存在，导致能量利用率低，经济效益不理想。因此，开发出低价高效的非贵金属阴极电析氢催化剂已经成为电解水规模化应用的关键技术问题。
过渡金属因其电子结构与贵金属接近，因此具有优异的析氢催化性能。但目前制备的过渡金属催化剂往往性能无法与Pt媲美(Chem.Rev.2018,118,6337-6408；Acc.Chem.Res.2018,51,1571-1580)。碱性条件下的析氢反应分为两个步骤：第一步的Volmer过程水分子被活化产生H*,第二步的H*结合生成氢气析出。大量的研究工作致力于开发具有合适的H*的吸附能的材料，但对于Volmer过程考虑较少，而Volmer过程通常被认为是碱性电析氢反应的控速步骤。因此，设计能同时加快Volmer过程水活化和H*结合氢气析出过程的高效非贵金属催化剂仍然是一个挑战。
构建金属与金属间化合物界面是一种有效促进Volmer过程和氢气析出过程的方法(ACS Catal.2019,9,2018-2062；Adv.Mater.2019,1806296)，一方面，界面异质的材料可以分别促进Volmer过程和氢气析出过程，达到加快整个电析氢反应的目的。另一方面，相比于单独的金属单质，金属间化合物的电子结构得到进一步的优化，具有更合适的H*的吸附能。界面的协同作用和优化的金属间化合物的电子结构可以共同促进碱性电化学析氢过程。由于界面的协同作用在加快Volmer过程起到重要作用，因此界面的数量直接影响整个材料对碱性条件下的电析氢过程。但如何构建具有丰富金属与金属间化合物的活性界面进而获得高效廉价的非贵金属催化剂仍然是一大难题。
专利CN101143330A公开了一种纳米晶WC－Co－Ni催化剂，由WC、Co和Ni组成，所述催化剂按如下制备：将钨、钴、镍水溶性盐按质量比100∶1～20∶1～20的配比混合并溶于蒸馏水配制成浓度为5～30％的混合水溶液，再将所述的混合水溶液导入喷雾干燥器中进行喷雾干燥，获得氧化物颗粒前驱体；然后将所得的氧化物颗粒前驱体在反应炉中进行焙解、还原碳化，待反应完毕，在氢气气氛下脱除游离碳，最后在惰性气体的保护下将产物冷却至室温，得到纳米晶WC－Co－Ni催化剂。该发明制备得到的纳米晶WC－Co－Ni催化剂可以作为电化学析氢和燃料电池的电催化剂。但是，从该专利的附图3中可以看出，在-1.12V条件下电流为0.0025A，由于测试面积为0.25cm2，其电流密度此时为0.0025*4*1000＝10mA/cm2，此外参比电极使用的是Hg/HgO电极，测试液为1摩尔的KOH溶液即PH＝14，换算成相对应于可逆氢电极即RHE的电压为-1.12+0.059*14+0.098＝-0.196V＝-196mV，其过电压较高，意味着其催化活性较低，无法满足低价高效的制氢需求。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明提供一种用于碱性条件下电化学析氢反应的钨基催化剂及制备方法，利用钨酸盐在热还原过程中发生相分离，转变为含钨的金属间化合物与单质钨组成的复合材料。得益于相分离过程中产生的大量的高活性界面和含钨的金属间化合物优化的电子结构带来的高本征催化活性，所制备的钨基催化剂在碱性环境下表现出高析氢活性。此外，制备过程中所使用的原料都为廉价的化学药品，制备过程简单易控。
本发明提出了一种用于碱性条件下电化学析氢反应的钨基催化剂，所述钨基催化剂是含钨的金属间化合物和金属钨相互交联的金属复合材料。
更进一步的，所述含钨的金属间化合物是钨与过渡金属形成的金属间化合物。更进一步的，所述过渡金属为镍、钴或铜中的一种。
本发明还提出了一种用于碱性条件下电化学析氢反应的钨基催化剂的制备方法，具体制备步骤如下：
(1)将过渡金属盐和钨酸盐分别溶解于等体积的去离子水中，完全溶解后两者混合，经水浴后，冷却、过滤、洗净得到前驱体化合物一；
(2)将步骤(1)中制得的前驱体化合物一置于空气气氛中进行热处理，得到前驱体化合物二；
(3)将步骤(2)制得的前驱体化合物二置于流动的还原气氛中进行热处理，即得到钨基催化剂。
其中，前驱体化合物二在还原气氛下的热处理过程发生相分离，形成含钨的金属间化合物与单质钨相互交联的复合材料。由于相分离过程产生大量的活性金属/金属间化合物的界面，界面处的金属/金属间化合物的协同效应促进了碱性条件下的电析氢过程，同时含钨的金属间化合物优化的电子结构也具有高的本征电析氢催化活性，这都使得材料具有优异的电催化析氢能力。
更进一步的，所述步骤(1)中过渡金属盐溶于去离子水后的物质的量浓度为4mmol/L～2000mmol/L，所述过渡金属盐与钨酸盐物质的量浓度比为1:1。
更进一步的，所述过渡金属盐为硝酸镍、乙酸镍、氯化镍、硫酸镍、硝酸钴、乙酸钴、氯化钴、硫酸钴、硝酸铜、乙酸铜、氯化铜或硫酸铜中的一种，所述钨酸盐为钨酸钠或钨酸钾。
更进一步的，所述步骤(1)中水浴的温度为30-90℃，水浴时间为0.2～48h。
更进一步的，所述步骤(2)中热处理温度为300-800℃，热处理时间为0.5-24h。
更进一步的，所述步骤(3)中还原气氛为氢气或一氧化碳。
更进一步的，所述步骤(3)中热处理温度为500-900℃，热处理时间为1-24h。
本发明的设计理念是：(1)设计出具有大量的高活性的界面；(2)设计出本身具有高活性的金属间化合物。因此本专利通过制备组分固定的钨酸盐作为前驱体，通过还原性气体还原使得前驱体化合物二发生相分离得到金属钨与含钨的金属间化合物组成的复合材料。与专利CN101143330A利用Ni-Co对WC进行改性不同，本专利的前驱体二在还原过程中会发生相分离生成大量的金属钨与含钨的金属间化合物活性界面，同时生成的金属间化合物的电子结构相比于单纯的金属也会发生改变，利用高活性界面的协同作用和金属间化合物高的本征活性促进碱性条件下HER反应的进行，因此本发明是一种通用的利用相分离原理制备高效的钨基电析氢反应催化剂的方法。本发明具体的设计原理是基于碱性条件下的电析氢反应的机理：HER在碱性条件下的反应机理如下：
第一步Volmer步骤：H2O(l)+e-+*→H*+OH-(aq)
第二步Heyrovsky步骤：H*+H2O(l)+e-→H2(g)+OH-(aq)
或Tafel步骤：H*+H*→H2(g)
其中，*为活性位点。
第一步的Volmer步骤是水解离产生H*的过程，这通常被认为是碱性HER的控速步骤。而第二步无论是Heyrovsky步骤还是Tafel步骤都涉及到H*的相互结合生成H2释放的过程。因此，材料的HER活性的高低取决Volmer过程和H*在材料表面上的结合能力。Volmer过程的进行首先要水分子吸附在材料表面，然后进一步被活化和分解，整个过程可以进行的难度可以通过理论计算得到相应步骤的能量。对于H*与催化剂的结合能力可以用描述符H*的吉布斯自由能ΔGH*进行衡量。根据‘Sabatier’准则，ΔGH*既不能太强也不能太弱，太强H*结合生成H2后不容易从催化剂的活性位点解析，导致位点被占据，阻碍了下一个H2分子的生成；而太弱则H*无法吸附在材料的催化位点上进行H2的生成。因此，理论上ΔGH*的最佳值是0eV。如背景技术中提到的，Pt作为目前性能最好的贵金属，其ΔGH*接近于0eV。基于此，本发明的目标通过制备化学式固定的钨酸盐前驱体，然后通过其在热还原过程中发生相分离的过程生成大量的金属钨与含钨的金属间化合物活性界面。利用界面处的金属钨对水分子的高亲和能力降低Volmer过程中的能垒并产生H*，产生的H*在能很快的转移到同在界面处的含钨的金属间化合物上，而金属间化合物优异的电子结构使得其具有合适的ΔGH*，可以将转移过来的H*快速结合并生成氢气释放，同时由于其合适的ΔGH*，金属间化合物本身也是一种优异的HER催化剂。
本发明具有如下优点：
1)本发明所涉及的金属盐、空气气氛和还原气氛均廉价易得，制备成本低；
2)本发明所进行的步骤(1)是简单的沉淀反应，步骤(2)和步骤(3)是简单的热处理过程，规模化应用前景较好；
3)本发明所有材料处理过程简单，不涉及强腐蚀性、强氧化性以及剧毒物质的使用，可行性高；
4)本发明制备的钨基催化剂具有大量高活性界面，提供了一种构建丰富高活性界面的方法，丰富的高活性界面以及含钨的金属间化合物优化的电子结构使得该钨基催化剂在碱性环境下获得了电催化析氢活性，在电流密度为10mA/cm2时的过电压仅仅为-59mV，更小的过电压意味着更高的催化活性，节约更多电能。此外，本发明的催化剂可以匹配阴离子交换膜以工业级的620mA/cm2稳定运行。
附图说明
图1a为实施例1得到的钨基催化剂的SEM图，插图为相应的粒径分布情况；
图1b为实施例1得到的钨基催化剂的TEM图；
图1c为实施例1得到的前驱体化合物二和钨基催化剂的XRD图；
图1d为实施例1得到的钨基催化剂的HR-TEM图；
图1e为实施例1得到的钨基催化剂的元素线扫图；
图1f为实施例1得到的钨基催化剂的元素分布图；
图2a为实施例4得到的钨基催化剂的Ni 2p XPS图；
图2b为实施例4得到的钨基催化剂的W 4f XPS图；
图2c为实施例4得到的钨基催化剂的N2脱吸附曲线图；
图2d为实施例4得到的钨基催化剂在1mol/L的KOH水溶液中的电析氢活性图；
图2e为实施例4得到的钨基催化剂与铱黑组装成基于阴离子交换膜的电解水系统的示意图；
图2f为实施例4得到的钨基催化剂与铱黑组装成基于阴离子交换膜的电解水系统在电流密度620mA/cm2下运行的电压变化；
图2g为实施例4得到的钨基催化剂涂在碳纸上恒电压测试24h前后的XRD图；
图2h为实施例4得到的钨基催化剂涂在碳纸上恒电压测试24h前后的HR-TEM图；
图2i为实施例4得到的钨基催化剂涂在碳纸上恒电压测试24h后的元素分布图；
图3a为实施例8得到的前驱体化合物二的XRD图；
图3b为实施例8得到的钨基催化剂的XRD图；
图3c为实施例8得到的钨基催化剂在1mol/L的KOH水溶液中的电析氢活性图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明做进一步说明。
实施例1：
秤取4mmol六水合硫酸镍溶于100ml去离子水中溶解得A液，4mmol二水合钨酸钠溶于100ml去离子水中溶液得B液，在磁力搅拌下A液与B液混合，转移至90℃水浴中继续搅拌0.5h。结束后过滤用去离子水洗净得到绿色粉末状的前驱体化合物一，烘干后放入马弗炉中，以10℃/min速率升温至800℃并保持10h，材料由绿色变为黄色，得到前驱体化合物二，将其转移至管式炉石英管中，维持5％(5％VH2/95％VAr)氢气氩气混合气氛(氩气作为保护气，下同)，以5℃/min速率升温至500℃并保持10h，材料由黄色转变为黑色，即得钨基催化剂。
通过图1a可知该钨基催化剂是粒径50-100nm的纳米颗粒，图1b也说明其50-100nm的尺寸分布，并且可知纳米颗粒之间相互交联，但纳米颗粒之间又具有孔隙，有利于电解质的浸润和气泡的析出。图1c可知前驱体化合物二是纯相的NiWO4，钨基催化剂是W和Ni17W3的复合物。图1d进一步发现纳米颗粒中同时存在W和Ni17W3相，说明前驱体化合物二(NiWO4)在还原时同时生成W和Ni17W3，而这种相分离过程生成了丰富的W和Ni17W3界面。图1e发现Ni和W元素各区域分布不是按照W和Ni17W3中的元素比例的，图1f中的元素分布情况也是Ni和W元素分布在整个材料区域并互相重叠。这些结果都说明所制备的钨基催化剂是具有丰富W和Ni17W3界面和丰富孔道结构的金属W和金属间化合物Ni17W3组成的纳米颗粒。
实施例2：
秤取100mmol六水合氯化镍溶于100ml去离子水中溶解得A液，100mmol钨酸钾溶于100ml去离子水中溶液得B液，在磁力搅拌下A液与B液混合，转移至40℃水浴中继续搅拌20h。结束后过滤用去离子水洗净得到绿色粉末状前驱体化合物一，烘干后放入马弗炉中，以10℃/min速率升温至300℃并保持48h，得到黄色的前驱体化合物二，将其转移至管式炉石英管中，维持一氧化碳气氛，以5℃/min速率升温至900℃并保持1h，材料由黄色转变为黑色，即得钨基催化剂。
实施例3：
秤取200mmol六水合硝酸镍溶于100ml去离子水中溶解得A液，200mmol二水合钨酸钠溶于100ml去离子水中溶液得B液，在磁力搅拌下A液与B液混合，转移至80℃水浴中继续搅拌48h。结束后过滤用去离子水洗净得到绿色粉末状前驱体化合物一，烘干后放入马弗炉中，以10℃/min速率升温至600℃并保持48h，材料由绿色变为黄色，得到前驱体化合物二，将其转移至管式炉石英管中，维持5％(5％VH2/95％VAr)氢气氩气混合气氛，以5℃/min速率升温至900℃并保持24h，材料由黄色转变为黑色，即得钨基催化剂。
实施例4：
秤取4mmol四水合乙酸镍溶于100ml去离子水中溶解得A液，4mmol二水合钨酸钠溶于100ml去离子水中溶液得B液，在磁力搅拌下A液与B液混合，转移至80℃水浴中继续搅拌3h。结束后过滤用去离子水洗净得到绿色粉末状前驱体化合物一，烘干后放入马弗炉中，以10℃/min速率升温至600℃并保持1h，材料由绿色变为黄色，得到前驱体化合物二，将其转移至管式炉石英管中，维持5％(5％VH2/95％VAr)氢气氩气混合气氛，以5℃/min速率升温至600℃并保持10h，材料由黄色转变为黑色，即得钨基催化剂。
图2a可知钨基催化剂中Ni元素的价态是Ni0，Ni2+的出现是由于材料在空气中表面不可避免的氧化造成的。图2b可知W价态是W0，同样W在空气中表面也不可避免的氧化出现W6 +和W0-4+。Ni和W的价态与图1c的XRD以及图1d的HR-TEM结果一致。图2c出现明显的回滞环，说明催化剂具有丰富的介孔结构，有利于电解质进入和气泡析出，加快析氢反应动力学，这与图1b的结果一致。图2d可知，在1mol/L的KOH的碱性环境下，该催化剂表现出类Pt/C的电析氢活性，其活性远高于相同尺寸的金属Ni和金属W，这归因于钨基催化剂中的高活性界面对Volmer步骤和氢气析出步骤的同时优化作用和含钨的金属间化合物高的本征HER催化活性。图2e-图2f表明在基于阴离子交换膜的电解水系统中，该催化剂可以以工业级电流密度620mA/cm2稳定运行。此外，图2g-图2i说明经过长时间的工作后，催化剂的物相仍然是W和Ni17W3，相应的元素分布也保持不变，说明该钨基催化剂具有良好的稳定性。
实施例5：
秤取50mmol六水合硝酸钴溶于100ml去离子水中溶解得A液，50mmol二水合钨酸钠溶于100ml去离子水中溶液得B液，在磁力搅拌下A液与B液混合，转移至80℃水浴中继续搅拌20h。结束后过滤用去离子水洗净得到蓝色粉末状前驱体化合物一，烘干后放入马弗炉中，以10℃/min速率升温至700℃并保持10h，得到灰蓝色的前驱体化合物二，将其转移至管式炉石英炉管中，维持5％(5％VH2/95％VAr)氢气氩气混合气氛，以5℃/min速率升温至700℃并保持20h，材料由灰蓝色转变为黑色，即得钨基催化剂。
实施例6：
秤取7mmol四水合醋酸钴溶于100ml去离子水中溶解得A液，7mmol钨酸钾溶于100ml去离子水中溶液得B液，在磁力搅拌下A液与B液混合，转移至80℃水浴中继续搅拌1h。结束后过滤用去离子水洗净得到蓝色粉末状前驱体化合物一，烘干后放入马弗炉中，以10℃/min速率升温至500℃并保持1h，得到灰蓝色的前驱体化合物二，将其转移至管式炉石英管中，维持5％(5％VH2/95％VAr)氢气氩气混合气氛，以5℃/min速率升温至600℃并保持10h，材料由灰蓝色转变为黑色，即得钨基催化剂。
实施例7：
秤取10mmol六水合氯化钴溶于100ml去离子水中溶解得A液，10mmol二水合钨酸钠溶于100ml去离子水中溶液得B液，在磁力搅拌下A液与B液混合，转移至70℃水浴中继续搅拌5h。结束后过滤用去离子水洗净得到蓝色粉末状前驱体化合物一，烘干后放入马弗炉中，以10℃/min速率升温至600℃并保持5h，材料由蓝色变为灰蓝色，得到前驱体化合物二，将其转移至管式炉石英管中，维持5％(5％VH2/95％VAr)氢气氩气混合气氛，以5℃/min速率升温至700℃并保持15h，材料由灰蓝色转变为黑色，即得钨基催化剂。
实施例8：
秤取15mmol六水合氯化钴溶于100ml去离子水中溶解得A液，15mmol二水合钨酸钠溶于100ml去离子水中溶液得B液，在磁力搅拌下A液与B液混合，转移至80℃水浴中继续搅拌8h。结束后过滤用去离子水洗净得到蓝色粉末状前驱体化合物一，烘干后放入马弗炉中，以10℃/min速率升温至600℃并保持3h，材料由蓝色变为灰蓝色，得到前驱体化合物二，将其转移至管式炉石英管中，维持5％(5％VH2/95％VAr)氢气氩气混合气氛，以5℃/min速率升温至600℃并保持15h，材料由灰蓝色转变为黑色，即得钨基催化剂。
由图3a可知，前驱体化合物二为纯相的CoWO4，图3b可知该钨基催化剂是W和Co3W组成的复合物，说明前驱体化合物二(CoWO4)热还原时发生相分离生成W和Co3W。图3c可知，由于热还原过程中的生成的Co和W具有丰富的活性界面，该钨基催化剂在1mol/L的KOH介质中表现出类Pt/C的电析氢活性。
实施例9：
秤取5mmol七水合硫酸钴溶于100ml去离子水中溶解得A液，5mmol二水合钨酸钠溶于100ml去离子水中溶液得B液，在磁力搅拌下A液与B液混合，转移至60℃水浴中继续搅拌1h。结束后过滤用去离子水洗净得到蓝色粉末状前驱体化合物一，烘干后放入马弗炉中，以10℃/min速率升温至500℃并保持2h，材料由蓝色变为灰蓝色，得到前驱体化合物二，将其转移至管式炉石英管中，维持5％(5％VH2/95％VAr)氢气氩气混合气氛，以5℃/min速率升温至700℃并保持8h，材料由灰蓝色转变为黑色，即得钨基催化剂。
实施例10：
秤取8mmol三水合硝酸铜溶于100ml去离子水中溶解得A液，8mmol二水合钨酸钠溶于100ml去离子水中溶液得B液，在磁力搅拌下A液与B液混合，转移至90℃水浴中继续搅拌1h。结束后过滤用去离子水洗净得到暗绿色粉末状前驱体化合物一，烘干后放入马弗炉中，以10℃/min速率升温至700℃并保持1h，材料由暗绿色变为黄色，得到前驱体化合物二，将其转移至管式炉石英管中，维持5％(5％VH2/95％VAr)氢气氩气混合气氛，以5℃/min速率升温至700℃并保持15h，材料由黄色转变为黑色，即得钨基催化剂。
实施例11：
秤取5mmol一水合醋酸铜溶于100ml去离子水中溶解得A液，5mmol二水合钨酸钠溶于100ml去离子水中溶液得B液，在磁力搅拌下A液与B液混合，转移至80℃水浴中继续搅拌3h。结束后过滤用去离子水洗净得到暗绿色粉末状前驱体化合物一，烘干后放入马弗炉中，以10℃/min速率升温至600℃并保持2h，材料由暗绿色变为黄色，得到前驱体化合物二，将其转移至管式炉石英管中，维持5％(5％VH2/95％VAr)氢气氩气混合气氛，以5℃/min速率升温至700℃并保持10h，材料由黄色转变为黑色，即得钨基催化剂。
实施例12：
秤取15mmol二水合氯化铜溶于100ml去离子水中溶解得A液，15mmol二水合钨酸钠溶于100ml去离子水中溶液得B液，在磁力搅拌下A液与B液混合，转移至80℃水浴中继续搅拌5h。结束后过滤用去离子水洗净得到暗绿色粉末状前驱体化合物一，烘干后放入马弗炉中，以10℃/min速率升温至600℃并保持3h，材料由暗绿色变为黄色，得到前驱体化合物二，将其转移至管式炉石英管中，维持5％(5％VH2/95％VAr)氢气氩气混合气氛，以5℃/min速率升温至600℃并保持15h，材料由黄色转变为黑色，即得钨基催化剂。
实施例13：
秤取5mmol五水合硫酸铜溶于100ml去离子水中溶解得A液，5mmol二水合钨酸钠溶于100ml去离子水中溶液得B液，在磁力搅拌下A液与B液混合，转移至80℃水浴中继续搅拌3h。结束后过滤用去离子水洗净得到暗绿色粉末状前驱体化合物一，烘干后放入马弗炉中，以10℃/min速率升温至600℃并保持2h，材料由暗绿色变为黄色，得到前驱体化合物二，将其转移至管式炉石英管中，维持5％(5％VH2/95％VAr)氢气氩气混合气氛，以5℃/min速率升温至600℃并保持15h，材料由黄色转变为黑色，即得钨基催化剂。
Claims (9)
1.用于碱性条件下电化学析氢反应的钨基催化剂，其特征在于：所述钨基催化剂是含钨的金属间化合物和金属钨相互交联的金属复合材料，该钨基催化剂按照以下步骤制备而成：
(1)将过渡金属盐和钨酸盐分别溶解于等体积的去离子水中，完全溶解后两者混合，经水浴后，冷却、过滤、洗净得到前驱体化合物一；
(2)将步骤(1)中制得的前驱体化合物一置于空气气氛中进行热处理，得到前驱体化合物二；
(3)将步骤(2)制得的前驱体化合物二置于流动的还原气氛中进行热处理，即得到钨基催化剂。
2.根据权利要求1所述的用于碱性条件下电化学析氢反应的钨基催化剂，其特征在于：所述含钨的金属间化合物是钨与过渡金属形成的金属间化合物。
3.根据权利要求2所述的用于碱性条件下电化学析氢反应的钨基催化剂，其特征在于：所述过渡金属为镍、钴或铜中的一种。
4.根据权利要求1所述的用于碱性条件下电化学析氢反应的钨基催化剂，其特征在于：所述步骤(1)中过渡金属盐溶于去离子水后的物质的量浓度为4mmol/L～2000mmol/L，所述过渡金属盐与钨酸盐物质的量浓度比为1:1。
5.根据权利要求1或4所述的用于碱性条件下电化学析氢反应的钨基催化剂，其特征在于：所述过渡金属盐为硝酸镍、乙酸镍、氯化镍、硫酸镍、硝酸钴、乙酸钴、氯化钴、硫酸钴、硝酸铜、乙酸铜、氯化铜或硫酸铜中的一种，所述钨酸盐为钨酸钠或钨酸钾。
6.根据权利要求1所述的用于碱性条件下电化学析氢反应的钨基催化剂，其特征在于：所述步骤(1)中水浴的温度为30-90℃，水浴时间为0.2～48h。
7.根据权利要求1所述的用于碱性条件下电化学析氢反应的钨基催化剂，其特征在于：所述步骤(2)中热处理温度为300-800℃，热处理时间为0.5-24h。
8.根据权利要求1所述的用于碱性条件下电化学析氢反应的钨基催化剂，其特征在于：所述步骤(3)中还原气氛为氢气或一氧化碳。
9.根据权利要求1所述的用于碱性条件下电化学析氢反应的钨基催化剂，其特征在于：所述步骤(3)中热处理温度为500-900℃，热处理时间为1-24h。
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