CN104968600B - 用于生产过渡金属化合物的方法、过渡金属化合物及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于生产一般组成为MeaCbNcHd的过渡金属化合物的方法，其中Me＝过渡金属或过渡金属混合物,a＝1–4,b＝6–9,c＝8–14,d＝0–8，其中由过渡金属和/或过渡金属化合物与非稠合的或稍微稠合的C‑N‑H化合物组成的反应混合物经受热处理，其中所述的过渡金属和/或过渡金属化合物相对于所述的反应混合物的含量为至少6摩尔％，优选为10至40摩尔％。本发明进一步涉及以这种方式生产的过渡金属化合物及其用途。

Description

用于生产过渡金属化合物的方法、过渡金属化合物及其用途
发明描述
本发明涉及用于生产一般组成为MeaCbNcHd的过渡金属化合物的方法，其中Me＝过渡金属或过渡金属混合物，a＝1–4，b＝6–9，c＝8–14，d＝0–8，其中由过渡金属和/或过渡金属化合物、以及非稠合的或稍微稠合的C-N-H化合物组成的反应混合物经受热处理。此外，本发明涉及相应生产的过渡金属化合物及其用途。
对于输入材料以及反应条件而言，本发明与碳、氮、氢和过渡金属的材料系统有关。在多个操作中，报告了材料系统C、N、H。在该材料系统C、N、H的检测中，过渡金属集中于生产一些过渡金属的氮化物和碳化物，以及合成合并的化合物，其中所述的过渡金属为由平面均三嗪单元构造的石墨相氮化碳结构。由现有技术已知的用于生产氮化碳的许多方法涉及高温分解化学物质和/或物质的混合物。DING,Z.(等人)在ChemSusChem,Vol.4,2011,p.274-281:"SynthesisofTransitionMetal-ModifiedCarbonNitridePolymersforSelectiveHydrocarbonOxidation"中报告了具有过渡金属(Cu,Ni,Mn,Fe,Co)的由平面均三嗪单元构造的石墨相氮化碳的生产，其中所述的过渡金属被合并至石墨相氮化碳的晶格中。DING,Z.(等人)通过在500-600℃下并在持续4个小时中对摩尔组成为94.7％的双氰胺和5.3％金属氯化物的反应混合物进行热处理而获得了“过渡金属改性的氮化碳聚合物”。获得反应产物，其中所述的金属嵌在聚合物七嗪环的石墨晶格中。这些材料的X射线粉末图显示Bragg反射，并且d值为3.230±0.020。但是，这些已知的技术不利之处在于通过热处理而专门获得的石墨结构具有不理想的且经济上未受关注的物理特征。
因此，本发明基于以下目的：提供用于生产开始时提及的那种过渡金属化合物的方法，其允许廉价地生产用于生产经济上受关注的宝贵材料(特别是具有立方相并包含碳和氮的宝贵材料)的起始材料。此外，本发明的目的是提供相应生产的过渡金属化合物。
上述目的可以通过以下方面来满足：具有权利要求1的特征的一般方法；由此生产的具有权利要求14的特征的过渡金属化合物；具有权利要求16的特征的过渡金属化合物；以及具有权利要求18和19的特征的、根据本发明的这种过渡金属化合物的用途。具有本发明的便利研发的有利构造在各从属权利要求中指定，其中所述的方法的有利构造被认为是过渡金属化合物的有利构造。相反，过渡金属化合物的有利构造也被认为是所述的方法的有利构造。
在具有过渡金属和/或过渡金属化合物的非稠合的或稍微稠合的C-N-H化合物的转化中，意外地测定根据金属的使用量可以得到完全不同的反应产物。本发明是基于以下事实：在150℃至570℃(特别是300℃至540℃)的第一温度范围内，对由非稠合的或仅稍微稠合的C-N-H化合物(例如氨腈,双氰胺或三聚氰胺)与一定量的过渡金属和/或过渡金属化合物(足以形成与反应混合物相关的原子簇化合物)组成的反应混合物(其中过渡金属和/或过渡金属化合物的含量为至少6摩尔％，优选为10至40摩尔％)进行热处理中，形成一般组成为MeaCbNcHd的化合物，其中Me＝过渡金属或过渡金属的混合物，a＝1–4，b＝6–9，c＝8–14，d＝0–8，其中存有与过渡金属直接或间接结合的C6N9H4单元。具体而言，比率为6摩尔％,7摩尔％,8摩尔％,9摩尔％,10摩尔％,11摩尔％,12摩尔％,13摩尔％,14摩尔％,15摩尔％,16摩尔％,17摩尔％,18摩尔％,19摩尔％,20摩尔％,21摩尔％,22摩尔％,23摩尔％,24摩尔％,25摩尔％,26摩尔％,27摩尔％,28摩尔％,29摩尔％,30摩尔％,31摩尔％,32摩尔％,33摩尔％,34摩尔％,35摩尔％,36摩尔％,37摩尔％,38摩尔％,39摩尔％或40摩尔％，以及相应的中间值，例如29.0摩尔％,29.1摩尔％,29.2摩尔％,29.3摩尔％,29.4摩尔％,29.5摩尔％,29.6摩尔％,29.7摩尔％,29.8摩尔％,29.9摩尔％等都被认为是过渡金属和/或过渡金属化合物的含量。具体而言，温度为150℃,160℃,170℃,180℃,190℃,200℃,210℃,220℃,230℃,240℃,250℃,260℃,270℃,280℃,290℃,300℃,310℃,320℃,330℃,340℃,350℃,360℃,370℃,380℃,390℃,400℃,410℃,420℃,430℃,440℃,450℃,460℃,470℃,480℃,490℃,500℃,510℃,520℃,530℃,540℃,550℃,560℃,570℃，以及相应的中间值，例如305℃,315℃,325℃,335℃,345℃,535℃和545℃都被认为是150℃至570℃的第一温度范围。
根据本发明的方法生产的过渡金属化合物包含二亚胺基三均三嗪作为成分。仅在反应混合物中使用上文提及的高比率的过渡金属才能形成原子簇金属化合物，在非稠合的或仅稍微稠合的C-N-H化合物(例如三聚氰胺、双氰胺或氨腈)的稠合中过渡金属离域电子的供入必然形成并稳定化合物，其中二亚胺基三均三嗪互变异构体与过渡金属结合存在。在根据本发明的过渡金属化合物的用途中，石墨结构的形成被可靠地阻止。因此，根据本发明的过渡金属化合物可以用于生产经济上受关注的宝贵材料，特别是具有立方相并包含碳和氮的宝贵材料。根据本发明的过渡金属化合物具有金属碳化物结构，例如与使用镍的一碳化三镍相当的X射线衍射图。它们仅在具有高含量(即，至少6摩尔％，优选为10至40摩尔％)过渡金属(与所述的反应混合物有关)的反应混合物的转化中获得。根据本发明的过渡金属化合物X射线粉末图的Bragg反射证明存在多种材料，该材料存在于在金属碳化物(例如一碳化三镍)的晶格类似物中。由这些材料的热行为可以推断在使用镍作为过渡金属的条件下，不存在一碳化三镍Ni3C。过渡金属和/或过渡金属化合物与稍微稠合的C-N-H化合物的比例有利的均为1:2至1:8。
在根据本发明的方法的有利构造中，热处理可以在第一温度范围内以一个阶段或多个阶段的方式或者以交替的方式实施。此外，可以以连续的方式或时间间隔的方式在经过5分钟至500小时的时间期间在第一温度内实施热处理。具体而言，时间期间为5min,10min,15min,20min,25min,30min,35min,40min,45min,50min,55min,60min,2h,3h,4h,5h,6h,7h,8h,9h,10h,11h,12h,13h,14h,15h,16h,17h,18h,19h,20h,21h,22h,23h,24h,25h,26h,27h,28h,29h,30h,31h,32h,33h,34h,35h,36h,37h,38h,39h,40h,41h,42h,43h,44h,45h,46h,47h,48h,50h,100h,150h,200h,250h,300h,350h,400h,450h,500h，以及相应的中间值，例如8min,12min,22min,1.5h,2.5h,3.5h,4.5h,5.5h,6.5h,7.5h,8.5h,9.5h或48.5h,50.5h,75.5h,85.5h,100.5h或255h都被认为是在5分钟至500小时的时间期间内。
在根据本发明的方法的其他有利的构造中，过渡金属和/或过渡金属化合物选自其催化剂作用的过渡金属，或者选自形成羰基络合物的元素。如果形成羰基络合物和/或适合作为氢化催化剂(例如锰、铁、钴、镍、铂)的过渡金属单独使用或者与反应混合物混合使用，则还可以特别获得根据本发明的过渡金属化合物。作为过渡金属，可以使用例如镍和/或钴和/或锰和/或铁和/或铂和/或铌和/或铁和/或钨和/或钽和/或铜和/或锌。优选的是，使用元素形式的过渡金属作为粉末。
在根据本发明的方法的其他有利的构造中，优选的是使用氨腈和/或双氰胺铵(ammoniumdicyandiamide)和/或双氰胺和/或三聚氰胺作为稍微稠合的C-N-H化合物。特别是，在进一步的稠合中得到氮化碳样蜜勒胺前体的化合物被认为是非稠合的或稍微稠合的C-N-H化合物。
在根据本发明的方法的其他有利的构造中，将氰化物和/或氰基络合物和/或异氰络合物(特别是具有立方晶格结构的那些)加入至根据本发明的、由非稠合的或稍微稠合的C-N-H化合物以及过渡金属和/或过渡金属化合物组成的反应混合物中。
在根据本发明的方法的其他有利的构造中，将硼粉末和/或硼化合物(例如硼化锂LiB12)和/或其他形成氮化物的元素和/或其化合物在第一温度范围内在一次或多次热处理之前和/或之后加入至根据本发明的、由非稠合的或稍微稠合的C-N-H化合物以及过渡金属和/或过渡金属化合物组成的反应混合物中。
在根据本发明的方法的有利的构造中，在150℃至570的第一温度范围内实施热处理之后，在520℃至700℃的第二温度范围内实施至少一次其他的热处理。具体而言，温度为520℃,530℃,540℃,550℃,560℃,570℃,580℃,590℃,600℃,610℃,620℃,630℃,640℃,650℃,660℃,670℃,680℃,690℃,700℃，以及相应的中间值，例如545℃,555℃,565℃,575℃,585℃或635℃、以及645℃都被认为是520℃至700℃的第二温度范围。在根据本发明的过渡金属化合物的这种热分解中，作为用于形成稳定的过渡金属络合物的异氰成分的部分，亚氨基是可利用的。在热分解中用于形成具有立方晶格结构的材料的、根据本发明的过渡金属化合物的特征是由于在二亚氨基三均三嗪分子中存在异氰结构。尽管例如蜜勒胺在高于560℃的温度下可以转化成与石墨类似的C-N材料，但是根据本发明的二亚氨基三均三嗪过渡金属化合物在热分解中具有将其本身转化成具有立方晶格结构并包含碳和氮的材料的优异特征。就现有技术而言，并不知道通过对由例如氨腈和/或双氰胺和/或三聚氰胺、以及一种和/或多种过渡金属组成的反应混合物的热处理可以获得反应产物，该产物中存在C-N-H过渡金属化合物，该化合物在进一步的热处理中形成了具有立方相并包含碳、氮和氢的材料。此外，由现有技术并不知道具有立方相的此类材料可以用于生产在立方晶格中存在的碳化物和/或氮化物。因此，根据本发明的化合物作为用于生产包含碳和/或氮(存在于立方晶格结构中)的材料的起始材料的用途也是本发明的主题。在根据本发明的化合物在高于520℃的温度下进行的热处理中，获得存在于立方晶格结构中的碳作为热分解产物。如果热分解产物的X射线衍射图显示立方碳的Bragg反射，因此存在这样的证据：根据本发明的化合物经受了热分解。在温和的反应条件下包含碳和/或氮(存在于立方晶格中)的材料(根据现有技术，该材料的生产仅在昂贵的技术条件下可行，例如高压和高温)的生产不仅存在于用于这些材料的技术和经济上的良溶液中，而且还开拓了新材料的研发的可能性。本领域的技术人员不能预计的是在C-N-H材料系统中具有立方相的、由非稠合的或稍微稠合的C-N-H化合物以及过渡金属、过渡金属化合物组成的反应混合物中可以获得高含量的过渡金属。这些化合物(类似于在石墨相氮化碳Me-g-C3N4中包含过渡金属的化合物)可以被认为是在立方氮化碳中包含过渡金属的化合物Me-c-C3N4。在520℃至700℃的第二温度范围内在对根据本发明的过渡金属化合物的热处理中，例如在气相中可以观察到镍输送物。该观察可以得到这样的结论：在根据本发明的热处理(根据本发明的过渡金属化合物)中，形成了类似于四方镍(0)四羰基络合物的四方四异氰过渡金属(0)络合物，考虑其用于原位形成存在于立方晶格中的材料。此外，具有立方相的四方异氰过渡金属(0)络合物作为用于生产包含立方碳化物和/或氮化物和/或氮化碳相的反应性模板的用途也是本发明的主题。根据本发明的过渡金属化合物具有例如类似于一碳化三镍的晶格，并且在第二温度范围内经受上文提及的进一步的热处理，从而意外地过渡成反应产物，该产物在X射线粉末图中显示Bragg反射，根据该反射，所述的材料存在于类似于金刚石的立方空间群中。因此，例如测定以下d值：2.045v,1.774s，波动幅度：±0.01(用于比较：立方碳的d值：2.043vs,1.769w,1.251s)。
此外，例如在加入硼粉末和/或硼化合物(例如硼化锂LiB12)和/或其他形成氮化物的元素和/或其化合物之后，可以在第二温度范围内实施进一步的热处理。在高于500℃的热处理温度下，由根据本发明的过渡金属化合物以及硼粉末和/或硼化合物组成的反应混合物形成立方氮化硼。如果在经过此类热处理的反应产物的X射线衍射图中发现与立方氮化硼有关的Bragg反射，由此这些Bragg反射则为在用于热分解的反应混合物汇中存在根据本发明的过渡金属化合物的证据。
在根据本发明的方法的有利的构造中，还可以在第二温度范围内以一个阶段或多个阶段的方式或者以交替的方式实施第二热处理。此外，还可以实施第二热处理，使得其涵盖第一和第二温度范围。此外，可以在5分钟至500小时的时间期间以连续的方式或时间间隔在第二温度范围内实施热处理。具体而言，时间期间为5min,10min,15min,20min,25min,30min,35min,40min,45min,50min,55min,60min,2h,3h,4h,5h,6h,7h,8h,9h,10h,11h,12h,13h,14h,15h,16h,17h,18h,19h,20h,21h,22h,23h,24h,25h,26h,27h,28h,29h,30h,31h,32h,33h,34h,35h,36h,37h,38h,39h,40h,41h,42h,43h,44h,45h,46h,47h,48h,50h,100h,150h,200h,250h,300h,350h,400h,450h,500h，以及相应的中间值，例如8min,12min,22min,1.5h,2.5h,3.5h,4.5h,5.5h,6.5h,7.5h,8.5h,9.5h或48.5h,50.5h,75.5h,85.5h,100.5h或255h都被认为是5分钟至500小时的时间期间。
此外，本发明涉及一般组成为MeaCbNcHd的过渡金属化合物，其中Me＝过渡金属或过渡金属混合物,a＝1–4,b＝6–9,c＝8–14,d＝0–8，所述的化合物是根据上文所述的方法在第一温度范围内的热处理范围内生产的。其中，这些过渡金属化合物有利地具有金属碳化物结构。
此外，本发明涉及一般组成为MeaCbNcHd的过渡金属化合物，其中Me＝过渡金属或过渡金属混合物,a＝1–4,b＝6–9,c＝8–14,d＝0–8，其中所述的过渡金属化合物具有与过渡金属或过渡金属化合物直接或间接结合的至少一个C6N9H4单元，其以二亚胺基三均三嗪形式存在。所述的过渡金属化合物包含二亚氨基三均三嗪作为成分。仅在所述的反应混合物中存在上文提及的高比率的过渡金属才可以形成原子簇金属化合物，在非稠合的或仅稍微稠合的C-N-H化合物(例如三聚氰胺、双氰胺或氨腈)的稠合中过渡金属离域电子的供入必然形成并稳定化合物，其中二亚胺基三均三嗪互变异构体与过渡金属结合存在。在根据本发明的过渡金属化合物的用途中，石墨结构的形成被可靠地阻止。因此，根据本发明的过渡金属化合物可以用于生产经济上受关注的宝贵材料，特别是具有立方相并包含碳和氮的宝贵材料。根据本发明的过渡金属化合物具有与过渡金属碳化物相当的X射线衍射图。根据本发明的过渡金属化合物可以例如具有以下结构式：Me3C2HN(C6N9H4),Me6C4H2(C6N9H4)2或Me3(C6N9H4)3。其中，所述的过渡金属化合物有利地具有金属碳化物结构。
根据本发明，根据上文所述的方法在第一温度范围内的热处理范围内生产的过渡金属化合物可以用于生产包含碳和/或氮(存在于立方晶格中)的材料。
四方异氰过渡金属(0)络合物用于生产包含碳和/或氮(存在于立方晶格中)的材料的用途也被涵盖在本发明的范围内。根据本发明的过渡金属化合物和四方四异氰过渡金属(0)络合物用作用于生产包含立方碳化物、氮化物和/或氮化碳的材料的反应性模板。将包含CN基的化合物(例如存在于立方晶格结构中的氰化物和/或氰基络合物)加入至根据本发明的反应混合物中会增大使用此类反应混合物作为反应性模板的可能性。
本发明提供了尽可能简单地获取根据本发明的材料。根据本发明的方法的关键性特征在于过渡金属的选择。所述的过渡金属例如选自形成羰基的过渡金属。根据本发明的方法的其他特征为反应混合物的组成。在反应混合物中过渡金属的摩尔比率为至少6％。优选的是，使用过渡金属摩尔比率为10至40％的反应混合物。反应混合物可以作为散装材料而经受热处理。在形成熔融相的条件下，通过合适的措施(例如摇动或搅拌)，防止反应配合物(partner)分层。在一个或多个阶段汇中实施热处理。在多个阶段的热处理的条件下，在各处理阶段后，可以将所得的反应产物压碎和均化。多个阶段的热处理可以额外地由预处理以及一次和/或多次主要的处理组成。预处理具体包含将反应混合物加热至一个和/或多个预处理温度，在这些预处理温度下停留，冷却，以及将所述的预处理产物压制并均化。预处理温度优选为150℃至400℃的范围。具体而言，温度为150℃,160℃,170℃,180℃,190℃,200℃,210℃,220℃,230℃,240℃,250℃,260℃,270℃,280℃,290℃,300℃,310℃,320℃,330℃,340℃,350℃,360℃,370℃,380℃,390℃,400℃，以及相应的中间值，例如245℃,255℃,265℃,275℃,285℃,335℃或345℃都被认为是预处理温度。在该温度范围内，可以基本形成熔融相，此后可以发生与严重的气体释放有关的转化反应，而这取决于反应混合物的组成。停留的持续时间基本上是非重要的参数。预处理的停留时间通常为10min至几小时。具体而言，时间期间为10min,15min,20min,25min,30min,35min,40min,45min,50min,55min,60min,2h,3h,4h,5h,6h,7h,8h,9h,10h,11h,12h,13h,14h,15h,16h,17h,18h,19h,20h，以及相应的中间值，例如1.5h,2.5h,3.5h都被认为所述10min至几小时的时间期间。在预处理后，产物生成，其中过渡金属可以以部分反应的形式存在。接着，主要的处理包含加热在预处理中获得的压碎且均化的产物，和/或将起始反应混合物加热至一个和/或多个主要的处理温度(即第一和/或第二温度范围)，在这些温度下停留，冷却至室温，压碎并均化。在用于生产根据本发明的过渡金属化合物的第一热处理中所施加的温度为150℃至570℃的第一温度范围，特别是300℃至540℃，或者400℃至550℃。在根据本发明的过渡金属化合物的第二热处理的条件下，使根据本发明的所得的经压碎和均化的过渡金属化合物经受520℃至700℃的第二温度，优选为550℃至590℃。停留时间为几分钟至几小时。其中，获得这样的材料，其在X射线粉末图中具有与立方碳相似的Bragg反射。如果将形成氮化物和/或碳化物的元素(例如元素硼和/或硼化合物)与根据本发明的过渡金属化合物和/或通过第二热处理获得的材料预混，则将该混合物均化并在温度为500℃至700℃下经受进一步的热处理(特别是在停留时间为几分钟至几小时下550℃至620℃的温度)，然后获得进一步的反应产物，其在X射线粉末图中具有与例如立方氮化硼相似的Bragg反射。
可以在适用于反应的金属、玻璃或石英玻璃的正常容器中实施包含C-N-H化合物和过渡金属的反应混合物的热处理。优选的是，可以在各处理步骤中和/或在各处理步骤之后，例如通过逸出、通过散开或吸收来分离热处理中形成的挥发性副产物。在通过施加外部压力而形成的负压力和/或正常压力和/或适度超压力和/或高压下实施热处理。可以在具有或不具有保护性气体下实施热处理。由热处理获得的反应产物优选以可再生固体的形式存在。
检测和思考对以下预期给予了理由：借助于根据本发明的包含碳和氮并具有立方相的材料可以容易取得新材料。可根据本发明的方法生产的化合物和材料可以具有其他的特征，这些特征使得它们有利于用于许多不同的领域中，例如作为无机反应中的催化剂、作为固体电解质、作为能量储存、传感器、半导体、填料、研磨和剖光剂、陶瓷和金属陶瓷。如果将其他的元素和/或它们的化合物(例如碳化物、氮化物、硼化物、氰化物和/或氰基络合物)加入至反应混合物中，可以改变根据本发明的材料的特征。此外，包含此类金属的材料(特别是包含碳和氮并具有立方相)(其包含其他的元素)的生产和使用也是本发明的主题。
本发明的其他特征由描述以及以下实施例而显而易见。在此，在本发明的实施方案中，单个特征可以各自单独地实现，或者彼此结合多个一起实现。以下实施例证明了本发明，但是并未限制其广度。此外，以下实施例证明了多种过渡金属和过渡金属化合物的使用，以及根据本发明的化合物在反应系统烃-氨气中的用途。根据反应混合物中的金属浓度、热处理的加热速度、气压、温度和持续时间的反应参数，可以获得根据本发明的各种结构类型的化合物。
实施例1：
用于生产过渡金属化合物的反应混合物(镍与双氰胺的摩尔比＝1:4.2)的热处理。
由摩尔混合比例为的1:4.2的镍粉末和双氰胺通过充分混合来生产均匀的混合物。将2.5g这种反应混合物放置在提供有压力调节装置的玻璃反应器中。首先，将混合物加热至双氰胺开始熔融，并在该温度(大约205℃)下保持大约2分钟。在该阶段，摇动反应器以避免由于镍颗粒沉淀而引起的分层。在可通过气浪识别的双氰胺的严重的放热分解反应开始并将反应项目的温度同时升高至大约360℃后，使压力均匀化。在随后的热处理中，在30分钟的过程中将存在的反应混合物加热至520℃并随后在520℃至530℃的温度下保持20分钟的持续时间。在冷却至室温并排空反应器后，获得黄褐色粉末的反应产物，其可通过Bragg反应的以下d值来表征：3.253w,2.933w,2.294s,2.172s,2.029vs,1.577s(d值的后缀表示：w＝弱,s＝强,vs＝极强)。
将作为反应产物获得的粉末在未经进一步调理(conditioning)的情况下进行元素分析。C–N–H–O燃烧分析提供以下值，以重量％计：碳，22.9；氮，34.07，氢，1.16；氧，1.68；以及镍，40.19(与100的差值)。通过元素分析的值，计算获得反应产物的以下化学计量组成：Ni3C8H10N5。在实施例1所述的反应产物的生产中，一部分热处理是在NH3压力下实施的。在化学式为Ni3C8N10H5的条件下，存在这样的化合物，其中(C6N9H4)残基通过–N＝CH-C与Me3原子簇化合物连接。所述的化合物具有结构Ni3C2HN(C6N9H4)，并且可以如下表示：
实施例2：
用于生产过渡金属化合物的反应混合物(镍与双氰胺的摩尔比＝1:2.15)的热处理。
生产摩尔比例为1:2.15的镍粉末和双氰胺的反应混合物。将反应混合物装填至玻璃反应器中。排空该反应器，将反应混合物加热至大约200-230℃，熔融阶段，摇动，低气浪。接着，在20分钟的过程中，将反应混合物加热至520℃，并在该温度下保持40分钟。冷却后，获得褐色反应产物。在压碎并均化后，将反应产物在未经进一步调理的情况下进行元素分析。C–N–H–O燃烧分析提供以下值，以重量％计：碳，22.6；氮，29.8，氢，1.14；氧，1.85；以及镍，44.61(与100wt％的差值)。反应产物具有以下d值：2.29s,2.17s,2.0289vs,1.57s。通过元素分析的值，计算获得反应产物的以下化学计量组成：Ni3C8N9H5。出现二聚体化合物：(C6N9H4)-CH＝C＝Me2-Me-Me-Me2＝C＝HC-(C6N9H4)。相应的化学式Ni6C4H2(C6N9H4)2可以如下所示(其中Me＝Ni)：
实施例3：
使用由双氰胺和镍粉末(摩尔混合比例为4.5:1)组成的反应混合物，根据实施例1所述的方法，在400℃的第一加热处理温度以及在处理持续100分钟的时间下生产过渡金属化合物。将0.5g该反应产物放置于玻璃反应器中，该装填的反应器提供有开放毛细管，并被引入至管式炉中。将如此引入管式炉中的反应产物经受570℃-580℃的第二加热处理温度，并且停留时间为30分钟。冷却后，获得灰褐色粉末作为反应产物。使用粉末衍射仪由X射线衍射获得的d值为2.054vs和1.780s，其与立方碳相已知的d值2.043和1.769极为相似。
实施例4：
根据实施例1所述的方法来处理由双氰胺、镍粉末和锰粉末(摩尔比例为8:1:1)组成的反应混合物。热处理温度：500℃，停留时间：60分钟。第一反应产物：黑色粉末，并具有以下d值：2.300s,2.158s,2.033vs,1.577s。0.7g均化反应产物/粉末最后与0.15g无定形硼粉末充分混合，并将该混合物引入至石英玻璃反应器中。将装配有压力调节组件的的装填的反应器放置于处理炉中个，并在580℃的温度下经受进一步的热处理，并且停留时间为4.5小时。作为另一种反应产物，获得褐色粉末，其可表征为Bragg反射的以下d值：2.089vs,1.791s,1.765w。
所发现的d值为2.089vs和1.791s，其处于立方氮化硼已知的Bragg反射范围内(d值为2.078vs和1.804s)。作为另一种(最终的)反应产物，出现包含镍、锰、碳、氮、氢和硼的化合物。该观察表明在过渡金属化合物的进一步热处理中出现的立方碳相在反应混合物中的硼存在的情况下原位起到反应性模板的作用，并且形成存在于立方氮化硼晶格中的化合物。这证明存在于立方晶格中的包含碳和氮的材料的存在，其在氮化物的形成中能够通过立方结构。
对于实施例4(其中摩尔比例为8:1:1的双氰胺、镍粉末和锰粉末在500℃和60分钟的停留时间下获得第一反应产物，其d值为2.30s,2.158s,2.033vs,1.57s)中所述的第一反应产物而言，在元素分析中获得以下值：C27.85wt％，H1.58wt％，N48.67wt％，Ni/Mn＝21.9wt％(与100wt％的差值)。化学式：MeC6N9H4(Me＝(Ni/Mn))。结构式Me3(C6N9H4)3可以如下所示(其中Me＝(Ni/Mn))：
作为实施例4中的另一种反应混合物(仅使用镍粉末，双氰胺:镍的摩尔比例＝4:1，相同的试验参数)得到反应产物d值：3.26s,2.29s,2.17s,2.028vs,1.57s，以及化学元素分析的以下值：C28.44％,H1.68％,N47.93％，与100的差值＝金属。化学式：NiC6N9H4；结构式：Ni3(C6N9H4)3(也参见实施例4；Me＝Ni)。
在符合现有技术的反应混合物的热处理(由双氰胺和5.4摩尔％镍组成，在570℃的温度下处理的持续时间为50h)中，获得组成为Ni(C6N9H4)3的化合物，其可表征为d值为3.23。在该热分解产物中，金属嵌入在聚合七嗪环的石墨晶格中。在根据本发明的过渡金属化合物的热分解中，例如Ni3(C6N9H4)3，相反，获得存在于立方晶格中的碳，其可表征为d值为2.054vs,1.77s和1.25。2种化合物的特征的明显差异可以貌似可信地解释为C6N9H4分子以2种互变异构体形式存在。在Ni(C6N9H4)3中，C6N9H4以二氨基三均三嗪形式存在，相反，在Ni3(C6N9H4)3中，C6N9H4以二亚氨基三均三嗪形式存在。在由双氰胺或相似的稍微稠合的C-N-H化合物、与高比率的过渡金属组成的反应混合物的热处理中，稳定的二亚氨基三均三嗪互变异构体的形成是由于原子簇金属化合物的存在，并由此提供离域电子。
在上文提及的化合物Ni3C8N10H5(实施例1)和Ni3C8N9H5(实施例2)中，可以在所述的结构式中识别二亚氨基三均三嗪成分。如果人们认为是二亚氨基三均三嗪分子，由此人们认为亚氨基以与氮结合的异氰的氢成分存在。这些成分在过渡金属二亚胺基三均三嗪化合物的热分解中形成过渡金属异氰络合物。
实施例5：
通过充分混合，生产由氨腈、镍粉末、锰粉末、氰化锌粉末和硼粉末(摩尔比例为2.8:1:1:1:6.3)组成的反应混合物。将2.6g该混合物装填至镍管(内径为6.0mm)中，该管在两侧密封，并引入至内径为12mm的容器中。容器与管之间的空间填满三聚氰胺，密封该容器并放置于箱式炉中。在540-560℃下经过90分钟的第一热处理后，实施持续时间为4天的修改的主要处理，其中将所述的箱式炉保持在以下温度(均在12小时时替换)：590,540,600,560,610,540,620，然后为630℃下6小时，以及660℃下9小时。作为反应产物，获得1.8g黑褐色粉末，其可表征为Bragg反射的以下d值：4.757s,2.691s,2.116vvs,2.0351w,1.835vs,1.675s,1.297s和1.107s。
所发现的d值2.116vvs、1.835vs和1.297s显示与X射线粉末图的立方氮化硼存在的Bragg反射相似。2个反射2.116和1.835的距离为0.281，并且c-BN的值为0.274。耐热性(在66℃下9小时)评估为进一步表明存在包含立方氮化硼的材料。
实施例6：
组成为MeC6N9H4(其中Me＝Ni)的过渡金属化合物的生产。
由0.7g镍粉末和4.3g双氰胺通过充分混合生产均匀的混合物。在火焰上方在开放的石英试管中加热全部量的反应混合物，直至双氰胺开始发生放热分解反应。然后，密封试管，并放置于预热至大约540℃的箱式炉中。45分钟后，在温度为535℃时移出试管。获得3.2g浅棕色非磁性反应产物。均化产物的元素分析结果为(以重量％计)：C28.44,N47.93,H1.68，以及镍(与100的差值)：21.95。产物显示以下Bragg反射：3.244s,2.292s,2.170s,2.027vs,1.577s,1.224s(参见图1)。
在大气压力下通过热处理反应混合物来获得实施例6中所述的反应产物。元素分析产生化学式NiC6N9H4。该化合物具有与一碳化三镍Ni3C类似的晶格，因此，该化合物以Ni3(C6N9H4)3结构存在。相应的结构式Ni3(C6N9H4)3可以得自实施例4。在具有三聚体结构的这种化合物中，Ni3原子簇化合物的每个Ni原子都与每一个二亚胺基三均三嗪连接。
实施例7：
反应产物的生产，其中所述的反应产物包含存在于立方晶格中的碳。
关于反应混合物、输入量以及过程(包含双氰胺放热分解阶段)本反应产物的生产与实施例6中所述的方法相同。在密封试管后，将其放置在预热至大约560℃的箱式炉中。45分钟后，在温度为555℃时移出试管。获得2.4g褐灰色磁性反应产物。均化产物的元素分析结果为(以重量％计)：C28.68,N43.10,H1.50，以及镍(与100的差值)：26.72。产物显示以下Bragg反射：3.236s,2.289w,2.169w,2.052vs,2.025s,1.776s,1.256s(参见图2)。
实施例8：
组成为MeC6N9H4的过渡金属化合物的生产，其中Me＝0.5Ni/0.5Mn。
本过渡金属化合物的生产在实施例4中进行描述。其中描述了第一反应产物，其中在500℃、停留时间为60分钟下摩尔比例为8:1:1的双氰胺、镍粉末和锰粉末被转化。所得的灰色反应产物的元素分析产生以下值(以重量％计)：C27.85,N48.67,H1.58,Ni/Mn＝21.9。结构：Me3(C6N9H4)3，Me＝Ni/Mn(也参见实施例4)。
实施例4中描述了这种过渡金属化合物的进一步处理，其中将硼粉末加入至包含立方氮化硼的反应产物中。
实施例9：
实施例8所述的一般组成为MeC6N9H4的过渡金属化合物(其中Me＝0.5Ni/0.5Mn)用于生产存在于立方晶格中的碳的用途。
将实施例8所述的反应产物放置在位于垂直放置的石英玻璃反应器底部上方大约10mm高的位置处。浸渍于该整体(bulk)中的大约5mm的镍管在反应器中是在大致中心固定的。将装配有压力平衡装置的密封的反应器在箱式炉中加热，在大约400℃下充满氨气，并且在大约430℃下将甲烷通过镍管以1个气泡/秒的容积流量引入至粉末整体中。在30分钟内，将箱式炉的温度由430℃升高至575℃。在570℃至577℃下停留时间为10小时后，关闭箱式炉并在4小时的冷却阶段后，由箱式炉中移出石英玻璃反应器。在镍管的外部，在镍管底部开始向上至大约50mm的范围内，沉积有黑色松散的粉末状涂层。由镍管的外部小心地剥离涂层，其可表征为以下Bragg反射：3.330s,2.056vs,2.045vs,2.027s,1.774s,1.256s。
在二亚氨基三均三嗪原子簇过渡金属化合物的热分解中，在大约545℃以上得到产物，其在X射线粉末图中显示Bragg反射，根据该反射，所述的材料存在于与金刚石相似的立方空间群中。图2示出了在实施例7中所述的反应产物的Bragg反射，并且具有以下d值：蜜勒胺3.236s,一碳化三镍2.289w,2.169w,2.025s,1.576w，并且立方C相的d值为2.0524vs,1.776s。实施例6和7中所述的反应产物由相同的反应混合物生产得到。在实施例6中，热处理参数为：在535℃的温度下持续时间为45分钟；在实施例7中，热处理参数为：在555℃的温度下持续时间为45分钟。在图1和2的比较中，可以清楚地意识到在实施例7中，在高于20℃的热处理下，得到立方C相的Bragg反射，并且在相同的时间下，一碳化三镍的Bragg反射具有较低的强度。
在实施例8所述的反应产物的生产中，由50％镍和50％锰组成的金属混合物与双氰胺反应。实施例8的反应产物包含符合Me3(C6N9H4)3((三-(二亚氨基三均三嗪))-三(镍-锰))的原子簇异核金属化合物。实施例8中生产的反应产物的进一步处理在实施例4中进行描述。将硼粉末与反应产物预混，并将该混合物在580℃的温度下处理4.5小时。在硼存在下对实施例8所述的(三-(二亚氨基三均三嗪))-三(镍-锰)化合物进行热分解时，得到一种材料，其X射线粉末图显示出立方氮化硼的反射特征：2.089vs,1.791s。c-BN的比较值为：2.087vs,1.807s。
实施例9的反应产物为由气相分离得到的产物。在该实施例中，在570℃的温度下，使甲烷通过镍管流入由实施例8的反应产物组成的整体中。在粉末整体上方镍管外部上，反应产物沉积为松散的涂层。实施例9中所述的产物的Bragg反射包含存在于立方修改中的碳和镍的反射。在(三-(二亚氨基三均三嗪))-三-(镍-锰)整体中，形成气体过渡金属异氰络合物Me(:CN-R)n，其中R＝H或有机残基，其通过与氢反应而在镍管外部上的上文提及的整体上方分解，并沉积立方碳和金属。甲烷在流动通过热的镍管时通过金属促进脱氢，其中释放的氢气被镍管吸收，扩散至镍管的外部，并在此利用其反应性。气体过渡金属异氰络合物的形成可以貌似合理地解释成在二亚氨基三均三嗪分子的热分解中形成的异氰成分可直接与过渡金属和/或镍卡宾物质Ni(CH)+反应，其中所述的过渡金属和/或镍卡宾物质是通过甲烷与氨气和过渡金属的氢化反应而提供的。
包含二亚氨基三均三嗪过渡金属化合物的反应产物在X射线粉末图中具有蜜勒胺和金属碳化物的Bragg反射，部分还为相应的金属氮化物的Bragg反射。产物、元素分析的C,N,H值、以及一些检测反应产物的Bragg反射列于以下实施例中。实施例10至19为测试系列的一部分，并具有少许的改变，因此描述仅在细节上不同。在这些测试系列中，可以确定的是还获得了反应产物，其中立方氮化硼是通过碳化物、硼化物、氮化物、还有可任选的所用过渡金属的碳二亚胺来提供完成的(实施例12)。作为在这些实施例中存在二亚氨基三均三嗪过渡金属化合物的简单证明，可以使用与立方碳或立方氮化硼有关的Bragg反射。通过将硼加入至反应混合物中，在根据本发明的化合物的热分解中形成立方氮化硼。
在根据本发明的过渡金属化合物的热分解中形成所述的过渡金属异氰络合物，其与硼的反应得到立方氮化硼，这可以在实施例20中所述的四(苯基异腈)镍(0)与硼转化为立方氮化硼中理解。
实施例10：
组成为MeC6N9H4的过渡金属化合物的生产和证明，其中Me＝Co。
a.生产：将钴粉末和双氰胺以1:4的摩尔比例充分混合。将部分量的均匀的反应混合物放置在装配有压力调节装置的石英玻璃反应器中，并将其放置在预热至150℃的炉中，炉温以10℃/分钟升高。在达到与气浪有关的双氰胺的分解温度时，通过过压阀立即释放压力，此后密封阀。在炉温达到520℃时，将温度保持恒定并使持续时间为90分钟。在冷却后，获得灰褐色的产物，将其压碎并均化。
b.证明：加入硼并在高于530℃下进行热处理。将0.8g均化产物与0.2g无定形硼粉末充分混合，并将该混合物装填至石英玻璃试管中。将填满的试管放置于压力反应釜中，并在30巴的氨气、温度为570℃至585℃下热处理5小时的时间。冷却后，得到黑褐色粉末。该粉末的X射线衍射测量显示以下d值：2.085s和1.810s。立方氮化硼的d值特征证明根据本发明的组成为CoC6N9H4的化合物在反应混合物的热处理(520℃/1.5h)中形成，其中所述的反应混合物由钴粉末和双氰胺以1:4的摩尔比例组成。
实施例11：
组成为MeC6N9H4的过渡金属化合物的生产和证明，其中Me＝Fe,Mn,Ni。
a.生产：将双氰胺、铁粉末、锰粉末和镍粉末以40:2.5:2.5:5的摩尔比例充分混合。将部分量的均匀的反应混合物放置在装配有压力调节装置的石英玻璃反应器中，并将其放置在预热至150℃的炉中，炉温以10℃/分钟升高。在达到与气浪有关的双氰胺的分解温度时，通过压力调节立即释放压力，此后密封阀。在炉温达到520℃时，将温度保持恒定并使持续时间为90分钟。在冷却后，获得黑灰色的产物，将其压碎并均化。
b.证明：加入硼并在高于530℃下进行热处理。将0.8g均化产物与0.2g无定形硼粉末充分混合，并将该混合物装填至石英玻璃试管中。在570℃至585℃的温度下将填满的试管在压力反应釜中经受30巴的氨气，并使持续时间为5小时。冷却后，得到黑褐色粉末。该粉末的X射线衍射测量显示出除了Fe3Cw和Mn7C3w的Bragg反射以外的以下d值：2.107和1.851。在立方氮化硼范围内的这些d值为根据本发明的组成为MeC6N9H4的化合物的证据，其中在反应混合物的热处理(520℃/1.5h)中形成Me＝Fe+Mn+Ni，其中所述的反应混合物由双氰胺、铁粉末、锰粉末和镍粉末以40:2.5:2.5:5的摩尔比例组成。
实施例12：
组成为MeC6N9H4的过渡金属化合物的生产和证明，其中Me＝Mn。
a.生产：将双氰胺和锰粉末以4:1的摩尔比例充分混合。将部分量的均匀的反应混合物放置在装配有超压保护的石英玻璃反应器中，并将其放置在预热至150℃的炉中，炉温以10℃/分钟升高。在达到与气浪有关的双氰胺的分解温度时，通过超压保护立即释放压力，此后密封阀。在炉温达到520℃时，将温度保持恒定并使持续时间为90分钟。在冷却后，获得绿灰色的产物，将其压碎并均化。
b.证明：加入硼并在高于530℃下进行热处理。将0.8g均化产物与0.2g无定形硼粉末充分混合，并将该混合物装填至石英玻璃反应器中。使用过压阀密封填满的反应器，并放置于预热至500℃的处理炉中。炉温以4℃/分钟升高，在达到580℃时调节至恒定，并在该温度下保持5小时。冷却后，得到黑褐色粉末。该粉末的X射线衍射测量显示出除了Mn3N2w,Mn7C3w和MnNCNvs的d值以外在2.105和1.685处的2个反射。这些Bragg反射有助于伴有立方氮化硼的材料。
实施例13：
组成为MeC6N9H4的过渡金属化合物的生产和证明，其中Me＝Fe。
a.生产：将双氰胺和铁粉末以4:1的摩尔比例充分混合。将部分量的均匀的反应混合物放置在装配有超压保护的石英玻璃反应器中，并将其放置在预热至150℃的炉中，炉温以10℃/分钟升高。在达到与气浪有关的双氰胺的分解温度时，通过超压保护立即释放压力，此后密封阀。在炉温达到520℃时，将温度保持恒定并使持续时间为90分钟。在冷却后，获得绿灰色的产物，将其压碎并均化。
b.证明：加入硼并在高于530℃下进行热处理。将0.8g均化产物与0.2g无定形硼粉末充分混合，并将该混合物装填至石英玻璃反应器中。使用过压阀密封填满的反应器，并放置于预热至500℃的处理炉中。炉温以4℃/分钟升高，在达到580℃时调节至恒定，并在该温度下保持5小时。冷却后，得到黑褐色粉末。该粉末的X射线衍射测量显示出除了Fe3C的d值以外在2.106和1.872处的2个不同反射(用于与立方氮化硼有关的材料)。
实施例14：
组成为MeC6N9H4的过渡金属化合物的生产和证明，其中Me＝Fe+Mn+Ni。
a.生产：将双氰胺、铁粉末、锰粉末和镍粉末以40:5:2.5:2.5的摩尔比例充分混合。将部分量的均匀的反应混合物放置在装配有超压保护的石英玻璃反应器中，并将其放置在预热至150℃的炉中，炉温以10℃/分钟升高。在达到与气浪有关的双氰胺的分解温度时，通过超压保护立即释放压力，此后密封阀。在炉温达到520℃时，将温度保持恒定并使持续时间为90分钟。在冷却后，获得土黄褐色的产物，将其压碎并均化。
b.证明：加入硼并在高于530℃下进行热处理。将0.8g均化产物与0.2g无定形硼粉末充分混合，并将该混合物装填至石英玻璃反应器中。使用过压阀密封填满的反应器，并放置于预热至500℃的处理炉中。炉温以4℃/分钟升高，在达到580℃时调节至恒定，并在该温度下保持5小时。冷却后，得到黑褐色粉末。该粉末的X射线衍射测量显示出除了Fe3C的d值以外在2.107和1.872处的2个不同反射(用于与立方氮化硼有关的材料)。此外，在2.049和1.775处清楚地形成立方碳的Bragg反射特征。
实施例15：
组成为MeC6N9H4的过渡金属化合物的生产和证明，其中Me＝Fe+Ni。
a.生产：将双氰胺、铁粉末和镍粉末以40:5:5的摩尔比例充分混合。将部分量的均匀的反应混合物放置在装配有超压保护的石英玻璃反应器中，并将其放置在预热至150℃的炉中，炉温以10℃/分钟升高。在达到与气浪有关的双氰胺的分解温度时，通过超压保护立即释放压力，此后密封阀。在炉温达到520℃时，将温度保持恒定并使持续时间为90分钟。在冷却后，获得褐色的磁性产物，将其压碎并均化。
b.证明：加入硼并在高于530℃下进行热处理。将0.8g均化产物与0.2g无定形硼粉末充分混合，并将该混合物装填至石英玻璃反应器中。使用过压阀密封填满的反应器，并放置于预热至500℃的处理炉中。炉温以4℃/分钟升高，在达到580℃时调节至恒定，并在该温度下保持5小时。冷却后，得到黑褐色粉末。该粉末的X射线衍射测量显示出除了Fe3C的d值以外在2.107和1.873处的2个反射(用于与立方氮化硼有关的材料)。
实施例16：
组成为MeC6N9H4的过渡金属化合物的生产和证明，其中Me＝Ni+锰+铌。
a.生产：将双氰胺、镍粉末、锰粉末和铌粉末以40:5:2.5:2.5的摩尔比例充分混合。将部分量的均匀的反应混合物放置在装配有超压保护的石英玻璃反应器中，并将其放置在预热至150℃的炉中，炉温以10℃/分钟升高。在达到与气浪有关的双氰胺的分解温度时，通过超压保护立即释放压力，此后密封阀。在炉温达到520℃时，将温度保持恒定并使持续时间为90分钟。在冷却后，获得存在于硬块中的浅褐色产物，将其压碎并均化。
b.证明：加入硼并在高于530℃下进行热处理。将0.8g均化产物与0.2g无定形硼粉末充分混合，并将该混合物装填至石英玻璃反应器中。使用过压阀密封填满的反应器，并放置于预热至500℃的处理炉中。炉温以4℃/分钟升高，在达到580℃时调节至恒定，并在该温度下保持5小时。冷却后，得到黑褐色混杂的产物，将其压碎并均化。该粉末的X射线衍射测量显示出在2.049和1.775处的2个不同的反射(用于包含立方碳的材料)。立方碳的d值特征证明了根据本发明的组成为MeC6N9H4的化合物，其中Me＝Ni+Mn+Nb是在反应混合物的热处理中形成的，其中所述的反应混合物由镍粉末、锰粉末、铌粉末和双氰胺以5:2.5:2.5:40的摩尔比例组成。
实施例17：
组成为MeC6N9H4的过渡金属化合物的生产和证明，其中Me＝Ni+锰+钽。
a.生产：将双氰胺、镍粉末、锰粉末和钽粉末以40:5:3.75:1.25的摩尔比例充分混合。将部分量的均匀的反应混合物放置在装配有超压保护的石英玻璃反应器中，并将其放置在预热至150℃的炉中，炉温以10℃/分钟升高。在达到与气浪有关的双氰胺的分解温度时，通过超压保护立即释放压力，此后密封阀。在炉温达到520℃时，将温度保持恒定并使持续时间为90分钟。在冷却后，获得存在于硬块中的土黄褐色非磁性产物，将其压碎并均化。
b.证明：加入硼并在高于530℃下进行热处理。将0.8g均化产物与0.2g无定形硼粉末充分混合，并将该混合物装填至石英玻璃反应器中。使用过压阀密封填满的反应器，并放置于预热至500℃的处理炉中。炉温以4℃/分钟升高，在达到580℃时调节至恒定，并在该温度下保持5小时。冷却后，得到黑褐色混杂的产物，将其压碎并均化。该粉末的X射线衍射测量显示出在2.050和1.777处的2个不同的反射(用于包含立方碳的材料)。
实施例18：
组成为MeC6N9H4的过渡金属化合物的生产和证明，其中Me＝Ni+锰+钨。
a.生产：将双氰胺、镍粉末、锰粉末和钨粉末以40:5:2.5:2.5的摩尔比例充分混合。将部分量的均匀的反应混合物放置在装配有超压保护的石英玻璃反应器中，并将其放置在预热至150℃的炉中，炉温以10℃/分钟升高。在达到与气浪有关的双氰胺的分解温度时，通过超压保护立即释放压力，此后密封阀。在炉温达到520℃时，将温度保持恒定并使持续时间为90分钟。在冷却后，获得绿灰色非磁性产物，将其压碎并均化。
b.证明：加入硼并在高于530℃下进行热处理。将0.8g均化产物与0.2g无定形硼粉末充分混合，并将该混合物装填至石英玻璃反应器中。使用过压阀密封填满的反应器，并放置于预热至500℃的处理炉中。炉温以4℃/分钟升高，在达到580℃时调节至恒定，并在该温度下保持5小时。冷却后，得到黑褐色均匀的产物，将其压碎并均化。该粉末的X射线衍射测量显示出在2.052和1.775处的2个反射(用于包含立方碳的材料)。
实施例19：
组成为MeC6N9H4的过渡金属化合物的生产和证明，其中Me＝Ni+锰+铜。
a.生产：将双氰胺、镍粉末、锰粉末和铜粉末以40:5:2.5:2.5的摩尔比例充分混合。将部分量的均匀的反应混合物放置在装配有超压保护的石英玻璃反应器中，并将其放置在预热至150℃的炉中，炉温以10℃/分钟升高。在达到与气浪有关的双氰胺的分解温度时，通过超压保护立即释放压力，此后密封阀。在炉温达到520℃时，将温度保持恒定并使持续时间为90分钟。在冷却后，获得浅褐色非磁性产物，将其压碎并均化。
b.证明：加入硼并在高于530℃下进行热处理。将0.8g均化产物与0.2g无定形硼粉末充分混合，并将该混合物装填至石英玻璃反应器中。使用过压阀密封填满的反应器，并放置于预热至500℃的处理炉中。炉温以4℃/分钟升高，在达到580℃时调节至恒定，并在该温度下保持5小时。冷却后，得到黑褐色均匀的产物，将其压碎并均化。该粉末的X射线衍射测量在2.047和1.774处具有2个反射，其为包含立方碳的材料的特征。
实施例20：
将0.5g结晶四(苯基异腈)镍(0)与0.15g硼充分混合，其中所述的四(苯基异腈)镍(0)是通过双(1,5-环辛二烯)镍(0)(NiCOD)与苯基异腈在甲苯中反应而生成的。将所得的混合物装填至石英试管中。将填满的试管放置在高压釜中，并在30巴的氨气下经受590℃的温度。在0.5小时的时间间隔下，通过每次2巴来降低高压釜中的压力，在另外的步骤中，以0.5巴/小时进行压力释放。冷却后，获得黑褐色产物。产品的X射线衍射测量显示以下值：2.089和1.810。这些值几乎相当于立方氮化硼的特征d值：2.089和1.810。
在表1中，列出了实施例1至20所述的根据本发明的过渡金属化合物及其高温分解产物的选择d值。其中，列d-Wa,b,c,d,i和k显示根据本发明的化合物的特征Bragg反射。斜体值相当于根据本发明的化合物的高温分解产物的Bragg反射。列d-Wf,g和k以黑体表示：立方硼范围的Bragg反射；列d-Wl和m以黑体表示立方氮化硼范围的Bragg反射。
表1.根据本发明的过渡金属化合物及其高温分解产物的选择d值

Claims (21)

1.用于生产一般组成为MeaCbNcHd的过渡金属化合物的方法，其中Me＝过渡金属或过渡金属混合物,a＝1–4,b＝6–9,c＝8–14,d＝0–8，其中由过渡金属和/或过渡金属化合物与非稠合的或稍微稠合的C-N-H化合物组成的反应混合物经受热处理，其特征在于所述的过渡金属和/或过渡金属化合物相对于所述的反应混合物的含量为至少6摩尔％，并且所述的热处理是在150℃至570℃的第一温度范围内实施的，其中在所述的150℃至570℃的第一温度范围内进行所述的热处理之后，在520℃至700℃的第二温度范围内实施至少一次其他的热处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的过渡金属和/或过渡金属化合物相对于所述的反应混合物的含量为10至40摩尔％，并且所述的热处理是在300℃至540℃的第一温度范围内实施的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的过渡金属和/或过渡金属化合物与所述的非稠合的或稍微稠合的C-N-H化合物的摩尔比例均为1:2至1:8。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的热处理是在所述的第一温度范围内以一个阶段或多个阶段的方式或者以交替的方式实施的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的热处理是在经过5分钟至500小时的时间内以连续的方式或时间间隔的方式实施的。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的过渡金属和/或过渡金属化合物选自有效作为催化剂的过渡金属。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的过渡金属和/或过渡金属化合物选自形成羰基络合物的元素。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于镍和/或钴和/或锰和/或铁和/或铂和/或铌和/或铁和/或钨和/或钽和/或铜和/或锌和/或其混合物用作所述的过渡金属。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于氨腈和/或双氰胺铵和/或双氰胺和/或三聚氰胺用作所述的非稠合的或稍微稠合的C-N-H化合物。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于氰化物和/或氰基络合物和/或异氰络合物被加入至所述的反应混合物中，所述的反应混合物由所述的非稠合的或稍微稠合的C-N-H化合物与过渡金属和/或过渡金属化合物组成。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于具有晶格结构的氰化物和/或氰基络合物和/或异氰络合物被加入至所述的反应混合物中，所述的反应混合物由所述的非稠合的或稍微稠合的C-N-H化合物与过渡金属和/或过渡金属化合物组成。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于硼粉末和/或硼化合物和/或形成氮化物的其他元素和/或其化合物在所述的第一温度范围内在一次或多次热处理之前和/或之后被加入至所述的反应混合物中，所述的反应混合物由非稠合的或稍微稠合的C-N-H化合物与过渡金属和/或过渡金属化合物组成。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在加入硼粉末和/或硼化合物和/或形成氮化物的其他元素和/或其化合物之后实施所述的其他的热处理。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于在所述的第二温度范围内和/或涵盖所述的第一和第二温度范围内，以一步或多步的方式或者以交替的方式实施所述的其他的热处理。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于在所述的第二温度范围内和/或涵盖所述的第一和第二温度范围内，以一步或多步的方式或者以交替的方式实施所述的其他的热处理。
16.根据权利要求1至12任一项的方法生产的、一般组成为MeaCbNcHd的过渡金属化合物，其中Me＝过渡金属或过渡金属混合物,a＝1–4,b＝6–9,c＝8–14,d＝0–8。
17.根据权利要求16所述的过渡金属化合物，其特征在于所述的过渡金属化合物具有金属碳化物结构。
18.一般组成为MeaCbNcHd的过渡金属化合物，其中Me＝过渡金属或过渡金属混合物,a＝1–4,b＝6–9,c＝8–14,d＝0–8，其特征在于所述的过渡金属化合物至少一个与所述的过渡金属或所示的过渡金属混合物直接或间接结合的C6N9H4单元，其中所述的C6N9H4单元以二亚氨基三均三嗪存在。
19.根据权利要求18所述的过渡金属化合物，其特征在于所述的过渡金属化合物具有金属碳化物结构。
20.根据权利要求1至12的任意一项生产的过渡金属化合物用于生产包含碳和/或氮的材料的用途，其中所述的碳和/或氮存在于立方晶格中。
21.四方异氰过渡金属(0)络合物用于生产包含碳和/或氮的材料的用途，其中所述的碳和/或氮存在于立方晶格中。
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