[发明专利]利用熔盐原位制备Cr3

说明书

本发明涉及过渡金属碳化物粉体材料制备技术领域，具体来讲，涉及一种利用熔盐歧化反应原位制备Cr₃C₂和/或Mo₂C粉体的方法。所述方法包括：根据化学计量比，直接形成原料混合物，过渡金属碳化物的结构式为M_xC_y，其中，M为过渡金属元素Cr和/或Mo，C为碳；惰性气氛下，将原料混合物在熔融熔盐中反应，反应结束后冷却，得产物混合物；去除产物混合物中的熔盐，得Cr₃C₂和/或Mo₂C粉体材料。本发明能够解决现有的过渡金属碳化物合成温度高、制备工艺和设备复杂且成本高、形貌和尺寸不可控等问题中的一项或多项，并且具有快速、高效、节能、环保、成本低廉又易于实现大规模生产等优点。

技术领域

本发明涉及过渡金属碳化物粉体材料制备技术领域，具体来讲，涉及一种利用熔盐歧化反应原位制备Cr₃C₂和/或Mo₂C粉体的方法。

背景技术

过渡金属碳化物Cr₃C₂和/或Mo₂C是一类具有很高的熔点、硬度、良好的导电导热性、化学稳定性以及极高的热稳定性和机械稳定性等特点的物质，正是这些性质使得它们被广泛应用于冶金、机械、电子、核工业、生物材料和航空航天等领域。此外，过渡金属碳化物因其独特的电子结构和优良的催化性能在催化学科中作为一类催化新材料引起人们的极大关注，为过渡金属碳化物的研究和发展拓展一个全新的领域。在贵金属催化的许多反应中，过渡金属碳化物都表现出较好的催化活性，可与贵金属铂、铱、钌等相媲美，因此过渡金属碳化物又被誉为类贵金属化合物。然而，具有理想尺寸以及可控形貌的粉体是制备上述先进碳化物材料的基础。

目前，制备Cr₃C₂和/或Mo₂C的方法主要有：高能球磨、自蔓延高温合成、激光气相反应、低温合成、碳热还原法、化学气相沉积法、高能球磨加熔融盐法等。但是，高能球磨法消耗大量能量且易引入杂质；自蔓延高温合成反应过程不易控制，影响产物的性能；激光气相反应设备原料昂贵，生产成本高；低温合成方法影响因素多，产品纯度不理想。碳热还原反应所用原料较廉价，生产工艺简单，适合工业生产，但是由于原料混合的均匀度不够理想和反应的不完全而使合成的粉体纯度不高。此外，这些方法制备的过渡金属碳化物由于高温烧结作用多为微米级粉体，且颗粒之间团聚严重很难对其形貌进行控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够低能耗和(或)低成本地利用熔盐歧化反应原位制备Cr₃C₂和/或Mo₂C粉体的方法，解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于解决现有Cr₃C₂和/或Mo₂C合成温度高、制备工艺和设备复杂、以及成本高、形貌和尺寸难以控制等问题中的一项或多项。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种利用熔盐原位制备Cr₃C₂和/或Mo₂C粉体的方法，包括以下步骤：

根据过渡金属碳化物的化学计量比，直接将第一原料粉末与第二原料混合形成原料混合物，其中，所述第一原料为碳材料，所述第二原料含有能够进行歧化反应的Cr的两种价态和/或Mo的两种价态，所述过渡金属碳化物的结构式为M_xC_y，其中，M为过渡金属元素Cr和/或Mo，C为碳元素；

在惰性气氛下，将所述原料混合物在熔融态熔盐中反应，待反应结束后冷却，获得含有反应产物与固态熔盐的混合物；