CN103072987B - 一种制备金属碳化物或碳包覆金属碳化物的方法 - Google Patents
一种制备金属碳化物或碳包覆金属碳化物的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103072987B CN103072987B CN201210562395.5A CN201210562395A CN103072987B CN 103072987 B CN103072987 B CN 103072987B CN 201210562395 A CN201210562395 A CN 201210562395A CN 103072987 B CN103072987 B CN 103072987B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbide
- carbon
- metal
- salt
- metallic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 33
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 81
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 75
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000012702 metal oxide precursor Substances 0.000 claims description 22
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical group CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229960000935 dehydrated alcohol Drugs 0.000 claims description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 9
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P ammonium molybdate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P 0.000 claims description 7
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 claims description 7
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 claims description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
- XAYGUHUYDMLJJV-UHFFFAOYSA-Z decaazanium;dioxido(dioxo)tungsten;hydron;trioxotungsten Chemical compound [H+].[H+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O XAYGUHUYDMLJJV-UHFFFAOYSA-Z 0.000 claims description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 claims description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N iron(2+);dinitrate Chemical group [Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000002751 molybdenum Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000003657 tungsten Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 8
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 4
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 17
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 8
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 6
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QIJNJJZPYXGIQM-UHFFFAOYSA-N 1lambda4,2lambda4-dimolybdacyclopropa-1,2,3-triene Chemical compound [Mo]=C=[Mo] QIJNJJZPYXGIQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910039444 MoC Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 2
- JAGQSESDQXCFCH-UHFFFAOYSA-N methane;molybdenum Chemical compound C.[Mo].[Mo] JAGQSESDQXCFCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 125000003944 tolyl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010504 bond cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000000713 high-energy ball milling Methods 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种制备金属碳化物或碳包覆金属碳化物的方法。本发明将金属盐粉末在高温焙烧形成金属氧化物前驱物，以液态含碳化合物作为液态碳源与金属氧化物前驱物进行还原和碳化反应而制备金属碳化物或碳包覆金属碳化物，在减少碳源用量的同时降低了原料成本，降低了设备的要求，提高了制备过程中的安全性，可以进行规模化制备。该方法在不增加工艺流程的基础下，通过控制液态碳源与氧化物的用量比例即可实现对金属碳化物的碳包覆，操作方法简单，碳包覆厚度可控，包覆率高。制备得到的金属碳化物或碳包覆金属碳化物为100～200nm的纳米颗粒，大小均一，具有良好的电催化性能。
Description
技术领域
本发明属于催化剂材料及硬质合金制备技术领域，特别涉及一种制备金属碳化物或碳包覆金属碳化物的方法。
背景技术
金属碳化物作为一种硬质合金材料，具有高熔点、高硬度、热稳定、机械稳定等优点，广泛的应用于金属陶瓷、机械加工、冶金、航空航天领域。在20世纪70年代，研究发现金属碳化物表面电子层与铂类似，在某些反应中具有类铂的催化活性。因此，金属碳化物作为一种性能优良的非贵金属催化材料也被应用于烃的加氢/脱氢、烃的异构化、氧化反应及电催化等领域。金属碳化物的制备有物理和化学两种方法。物理方法主要采用高温球磨法，而化学方法则包括碳热还原反应法、直接碳化法、化学气相沉淀法、电弧法和溶胶凝胶法。其中化学气相沉积法是制备纳米金属碳化物的重要方法之一。传统的化学气相沉积法以气体烃类为碳源、金属盐或氧化物为前驱体，在1000℃左右的高温下生成金属碳化物。此法合成的金属碳化物纯度高，颗粒大小合适，但由于以气体烃类为碳源，具有原料浪费严重、成本高、生产过程危险、设备要求高的缺点，难以大规模应用。现有的金属碳化物多以球墨法、碳热还原反应法或溶胶凝胶法进行制备，而化学气相沉积法较少。球墨法是一种机械制备法，碳热还原反应法是一种将炭黑与钨源混合高温热还原的方法，而溶胶凝胶法则是将有机碳源和钨源混合制备溶胶再高温碳化物的方法；上述方法耗能高、产量低，难以进行规模化生产。
碳包覆的纳米材料已成为科学界的研究热点，碳包覆既保留了纳米颗粒的电学、光学、磁学、催化等性能，又提高了颗粒的稳定性、耐酸碱性，赋予颗粒表面功能化等性能，拓展了其在催化剂、生物医药、环境等领域的应用。目前碳包覆的方法有水热法，共沉淀法、热分解法、电弧法和爆炸法等。热分解法是常用的碳包覆的方法，该法将有机碳源与材料混合后高温热解而实现碳包覆。上述方法工艺复杂、反应时间长、耗能高、产量低，限制了碳包覆纳米材料的规模化生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种制备金属碳化物或碳包覆金属碳化物的方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种制备金属碳化物或碳包覆金属碳化物的方法，包括以下步骤：
（1）将金属盐粉末置于马弗炉中，空气气氛下以5～15℃/min的升温速率升温至500～800℃，焙烧3～8h，冷却至室温，得到金属氧化物前驱体；
（2）将步骤（1）制备的金属氧化物前驱体置于管式炉中，通入氩气（Ar），以5～15℃/min的升温速率升温至800～1000℃，然后以5～15ml/h注入液态碳源，保持温度至注入结束，冷却至室温，得到金属碳化物或碳包覆金属碳化物；每克金属氧化物前驱体加入5～30mL液态碳源；
步骤（1）中所述的金属盐为铁盐、钴盐、镍盐、钨盐或钼盐中的一种或两种混合物，优选为硝酸铁、硝酸钴、硝酸镍、仲钨酸铵或钼酸铵；
步骤（2）中：
所述的液态碳源为液态含碳化合物，优选为无水乙醇、丙酮、甲苯或二甲苯；
所述的液态碳源为无水乙醇时，每克金属氧化物前驱体加入无水乙醇的体积低于或等于20ml时，得到金属碳化物；每克金属氧化物前驱体加入无水乙醇的体积高于20ml时，得到碳包裹金属碳化物；
所述的液态碳源为甲苯时，每克金属氧化物前驱体加入甲苯的体积低于或等于10ml时，得到金属碳化物；每克金属氧化物前驱体加入甲苯的体积高于10ml时，得到碳包裹金属碳化物；
所述的液态碳源为丙酮时，每克金属氧化物前驱体加入丙酮的体积低于或等于15ml时，得到金属碳化物；每克金属氧化物前驱体加入丙酮的体积高于15ml时，得到碳包裹金属碳化物；
所述的液态碳源为二甲苯时，每克金属氧化物前驱体加入二甲苯的体积低于或等于9ml时，得到金属碳化物；每克金属氧化物前驱体加入二甲苯的体积高于9ml时，得到碳包裹金属碳化物；
本发明的发明机理：金属盐粉末在高温焙烧形成金属氧化物前驱物，液态含碳有机物在高温无氧条件下发生裂解反应生成碳和氢气；氢气具有还原性将金属氧化物还原，同时高温下裂解产生的碳将被还原的金属碳化为金属碳化物；如果液态碳源和金属氧化物用量比例超过一定数值，即通入过量的液态碳源，裂解生成过量的碳，过量的碳将会包覆金属碳化物，形成碳包覆金属碳化物。决定生成金属碳化物或碳包裹金属碳化物的液态碳源和金属氧化物的用量比例因所用碳源不同而不同。液态碳源为无水乙醇时，每克金属氧化物前驱体加入无水乙醇的体积低于或等于20ml时，得到金属碳化物，每克金属氧化物前驱体加入无水乙醇的体积高于20ml时，得到碳包裹金属碳化物；液态碳源为甲苯时，每克金属氧化物前驱体加入甲苯的体积低于或等于10ml时，得到金属碳化物，每克金属氧化物前驱体加入甲苯的体积高于10ml时，得到碳包裹金属碳化物；液态碳源为丙酮时，每克金属氧化物前驱体加入丙酮的体积低于或等于15ml时，得到金属碳化物，每克金属氧化物前驱体加入丙酮的体积高于15ml时，得到碳包裹金属碳化物；液态碳源为二甲苯时，每克金属氧化物前驱体加入二甲苯的体积低于或等于9ml时，得到金属碳化物，每克金属氧化物前驱体加入二甲苯的体积高于9ml时，得到碳包裹金属碳化物。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
（1）与传统的气相沉积法相比较，本发明以液态含碳化合物作为液态碳源与金属盐进行还原和碳化反应而制备金属碳化物或碳包覆金属碳化物，在减少碳源用量的同时降低了原料成本，降低了设备的要求，提高了制备过程中的安全性，可以进行规模化制备。
（2）本发明在不增加工艺流程的基础下，通过控制液态碳源与氧化物的用量比例即可实现对金属碳化物的碳包覆，操作方法简单，碳包覆厚度可控，包覆率高。制备得到的金属碳化物或碳包覆金属碳化物为100～200nm的纳米颗粒，大小均一，具有良好的电催化性能。
附图说明
图1为实施例1中碳化钨的SEM图。
图2为实施例1中碳化钨的X衍射图，其中：●为碳化钨。
图3为实施例2中碳包覆碳化钨钴的SEM图。
图4为实施例2中碳包覆碳化钨钴的TEM图。
图5为实施例2中碳包覆碳化钨钴的X衍射图，其中：●为碳化钨，为碳化三钨三钴，■为石墨碳，◆为钴。
图6为实施例2中碳包覆碳化钨钴的X射线光电子能谱图。
图7为实施例3中碳包覆碳化钨钼的SEM图。
图8为实施例4中碳化钼的SEM图。
图9为实施例5中碳包覆碳化钼镍的X衍射图，其中：▲为碳，●为碳化三钼三镍，■为碳化二钼。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
（1）将3g仲钨酸铵置于马弗炉中，以5℃/min升温速率升温至500℃，空气气氛下保持500℃焙烧3h，得到氧化钨粉末前驱体；
（2）将步骤（1）制备的氧化钨前驱体（2g）置于管式炉中，通入Ar保护气，以5℃/min升温速率升温至800℃，然后采用注射泵以5ml/h速度将10ml无水乙醇注入管式炉中，保持温度直到注射完毕，管式炉降至室温后停止Ar通入，得到碳化钨（WC）；
所述的碳化钨的SEM图如图1所示，从图1可以看到，碳化钨的颗粒分布均匀，直径为200nm；碳化钨的X衍射图如图2所示，从图2的晶相分析可知该样品主要为碳化钨。
实施例2
（1）将3g仲钨酸铵和4g硝酸钴混合溶解于40ml去离子水中，常温搅拌2h后真空干燥6h，得到混合均匀的仲钨酸铵和硝酸钴，然后置于马弗炉中，以10℃/min的升温速率升温至700℃，空气气氛下保持700℃焙烧5h，得到氧化钨和氧化钴混合粉末前驱体；
（2）将步骤（1）制备的氧化钨和氧化钴混合粉末前驱体（2g）放入管式炉中，通入Ar保护气，以15℃/min的升温速率升温至1000℃，然后采用注射泵以15ml/h速度将60ml无水乙醇注入管式炉，保持温度直到注射完毕，管式炉降至室温后停止Ar通入，得到碳包覆碳化钨钴（CoWCC）；
从碳包覆碳化钨钴的SEM图（图3）可以看到，碳包覆碳化钨钴的颗粒分布均匀，直径为100nm；从碳包覆碳化钨钴的TEM图（图4）可见该样品为一种包覆结构，包覆层厚度5～50nm，包覆程度高；从碳包覆碳化钨钴的X衍射图（图5）的晶相分析可知，碳包覆碳化钨钴主要由石墨碳、碳化钨、碳化三钨三钴以及少量钴组成；从碳包覆碳化钨钴的X射线光电子能谱图（图6）可以看到，碳包覆碳化钨钴表面为石墨碳和少量的吸附氧，不存在钴和钨元素，可以确定该样品是表面包覆石墨碳层的碳化物。
实施例3
（1）将3g仲钨酸铵和3.5g钼酸铵混合溶解于40ml去离子水中，常温搅拌2h后真空干燥6h，得到混合均匀的仲钨酸铵和钼酸铵，然后置于马弗炉中，以10℃/min的升温速率升温至700℃，空气气氛下保持700℃焙烧5h，得到氧化钨和氧化钼混合粉末前驱体；
（2）将步骤（1）制备的氧化钨和氧化钴混合粉末前驱体的（2g）放入管式炉中，通入Ar保护气，以10℃/min的升温速率升温至900℃，然后采用注射泵以10ml/h速度将60ml无水乙醇注入管式炉，保持温度直到注射完毕，管式炉降至室温后停止Ar通入，得到碳包覆碳化钨钼（MoWCC）；
从碳包覆碳化钨钼的SEM图（图7）可以看到，碳包覆碳化钨钼的颗粒分布均匀，直径为160nm。
实施例4
（1）将装有3.5g钼酸铵的瓷舟置于马弗炉中，以5℃/min的升温速率升温至500℃，空气气氛下保持500℃焙烧3h，得到氧化钼混合粉末前驱体。
（2）将步骤（1）制备的氧化钼前驱体（2g）置于管式炉中，通入Ar保护气，以15℃/min升温速率升温至1000℃，然后采用注射泵以15ml/h速度将15ml丙酮注入管式炉中，保持温度直到注射完毕，管式炉降至室温后停止Ar通入，得到碳化钼（Mo2C）；
从碳包覆碳化钨钼的SEM图（图8）可以看到，碳包覆碳化钨钼的颗粒分布均匀，直径为100nm。
实施例5
（1）将3g硝酸镍和4g钼酸铵混合溶解于40ml去离子水中，常温搅拌2h后真空干燥6h，得到混合均匀的硝酸镍和钼酸铵，然后置于马弗炉中，以15℃/min的升温速率升温至800℃，空气气氛下保持800℃焙烧8h，得到氧化镍和氧化钼混合粉末前驱体；
（2）将步骤（1）制备的氧化镍和氧化钼混合粉末前驱体（2g）放入管式炉中，通入Ar保护气，以15℃/min的升温速率升温至1000℃，然后采用注射泵以15ml/h速度将15ml甲苯注入管式炉，保持温度直到注射完毕，管式炉降至室温后停止Ar通入，得到碳包覆碳化钼镍（NiMoCC）；
所述的碳包覆碳化钼镍的X衍射图如图9所示，从图9的晶相分析可知该样品主要为碳化三钼三镍。
上述实施例为本发明实施方式的举例说明，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它任何未背离本发明精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种制备金属碳化物或碳包覆金属碳化物的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将金属盐粉末置于马弗炉中，空气气氛下以5～15℃/min的升温速率升温至500～800℃，焙烧3～8h，冷却至室温，得到金属氧化物前驱体；
(2)将步骤(1)制备的金属氧化物前驱体置于管式炉中，通入氩气，以5～15℃/min的升温速率升温至800～1000℃，然后以5～15mL/h注入液态碳源，保持温度至注入结束，冷却至室温，得到金属碳化物或碳包覆金属碳化物；每克金属氧化物前驱体加入5～30mL液态碳源；
所述的液态碳源为无水乙醇、丙酮、甲苯或二甲苯。
2.根据权利要求1所述的一种制备金属碳化物或碳包覆金属碳化物的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的金属盐为铁盐、钴盐、镍盐、钨盐和钼盐中的一种或两种混合物。
3.根据权利要求2所述的一种制备金属碳化物或碳包覆金属碳化物的方法，其特征在于：所述的金属盐为硝酸铁、硝酸钴、硝酸镍、仲钨酸铵或钼酸铵。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210562395.5A CN103072987B (zh) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | 一种制备金属碳化物或碳包覆金属碳化物的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210562395.5A CN103072987B (zh) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | 一种制备金属碳化物或碳包覆金属碳化物的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103072987A CN103072987A (zh) | 2013-05-01 |
| CN103072987B true CN103072987B (zh) | 2016-04-13 |
Family
ID=48149712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210562395.5A Expired - Fee Related CN103072987B (zh) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | 一种制备金属碳化物或碳包覆金属碳化物的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103072987B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104353478B (zh) * | 2014-12-01 | 2016-09-28 | 吉林大学 | 一种碳包覆的钴钨双金属碳化物、制备方法及其应用 |
| WO2016158878A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | Ｊｘ金属株式会社 | タングステンカーバイドの製造方法 |
| GB201511344D0 (en) * | 2015-06-29 | 2015-08-12 | Johnson Matthey Fuel Cells Ltd | Electrocatalyst |
| CN109305916B (zh) * | 2017-07-28 | 2022-03-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种苯胺类化合物的合成方法 |
| CN109365799B (zh) * | 2018-09-19 | 2024-04-23 | 上海新池能源科技有限公司 | 石墨烯包覆金属粉体的制备方法及金属基-石墨烯电触点 |
| CN109675599B (zh) * | 2018-12-05 | 2020-09-01 | 华南农业大学 | 一种氮掺杂碳包覆碳化钼及其制备方法和应用 |
| CN113584520B (zh) * | 2021-07-26 | 2022-08-12 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种超亲水的钼掺杂碳化钨纳米阵列材料及其制备方法 |
| CN115403045B (zh) * | 2022-07-11 | 2023-09-29 | 嘉庚创新实验室 | 碳化物及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101041437A (zh) * | 2007-03-07 | 2007-09-26 | 福州大学 | 一种低温合成碳化硅的原料配方及方法 |
| CN101181996A (zh) * | 2007-12-12 | 2008-05-21 | 四川大学 | 液态烷烃回流包碳法制备纳米碳化钛 |
-
2012
- 2012-12-20 CN CN201210562395.5A patent/CN103072987B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101041437A (zh) * | 2007-03-07 | 2007-09-26 | 福州大学 | 一种低温合成碳化硅的原料配方及方法 |
| CN101181996A (zh) * | 2007-12-12 | 2008-05-21 | 四川大学 | 液态烷烃回流包碳法制备纳米碳化钛 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Synthesis of tungsten carbide through gas–solid reaction at low temperatures;F.F.P. Medeiros et al.;《Materials Science and Engineering A》;20011231;第315卷;58–62 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103072987A (zh) | 2013-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103072987B (zh) | 一种制备金属碳化物或碳包覆金属碳化物的方法 | |
| CN102530931B (zh) | 基于石墨烯的纳米复合材料及其制备方法 | |
| Zhao et al. | Embedded high density metal nanoparticles with extraordinary thermal stability derived from guest− host mediated layered double hydroxides | |
| Yang et al. | Boron nitride supported Ni nanoparticles as catalysts for hydrogen generation from hydrolysis of ammonia borane | |
| Xian et al. | TiO2 decorated porous carbonaceous network structures offer confinement, catalysis and thermal conductivity for effective hydrogen storage of LiBH4 | |
| CN103145199B (zh) | 一种四氧化三钴/石墨烯复合纳米材料的制备方法 | |
| CN104860306B (zh) | 一种高度有序介孔石墨烯材料的制备方法 | |
| CN105271229A (zh) | 一种原位制备碳化铁填充掺杂碳纳米管的方法 | |
| Yousef et al. | Photocatalytic release of hydrogen from ammonia borane-complex using Ni (0)-doped TiO2/C electrospun nanofibers | |
| CN104134806A (zh) | 一种自下而上制备掺氮石墨烯/金属复合物的方法及其产品和应用 | |
| CN102600876B (zh) | 洋葱碳负载过渡金属碳化物纳米复合物的制备方法 | |
| CN108837838A (zh) | 一种超小碳化钒嵌入碳纳米管材料、制备方法及其在水裂解产氢方面的应用 | |
| CN110255626B (zh) | 基于气相沉积制备表面活性洋葱状碳纳米球的方法 | |
| CN112609197B (zh) | 一种二维片层碳基碳化钼复合材料的制备方法 | |
| CN104841924A (zh) | 一种碳完全封装金属纳米颗粒的制备方法 | |
| CN102190299A (zh) | 一种纳米碳化钨粉体的制备方法 | |
| CN101302006A (zh) | 管壁层数可控的碳纳米管的制备方法 | |
| Feng et al. | Copper oxide hollow spheres: synthesis and catalytic application in hydrolytic dehydrogenation of ammonia borane | |
| CN103084194A (zh) | 一种碳化钨/石墨烯纳米复合材料及制备方法 | |
| Bu et al. | Magnetic recyclable catalysts with dual protection of hollow Co/N/C framework and surface carbon film for hydrogen production from NaBH4 hydrolysis | |
| CN114042468A (zh) | 一种核壳结构Fe2P@C-Fe3C电催化剂及其制备方法和应用 | |
| Wang et al. | Microwave pyrolysis-engineered MOFs derivatives for efficient preferential CO oxidation in H2-rich stream | |
| CN109499592B (zh) | 纳米棒碳化钼/二氧化钼复合材料的制备方法 | |
| Wen et al. | Nanomaterials for the electrochemical nitrogen reduction reaction under ambient conditions | |
| Sun et al. | Thermodynamics guided ultrafast and continuous preparation of Mo2C nanocrystals for hydrogen evolution electrocatalysis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160413 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |