[發(fā)明專利]原位同步合成碳化鎢/石墨碳納米復(fù)合物的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910071218.5
• 申請(qǐng)日: 2009-01-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101456552A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付宏剛;王蕾;王瑞紅;王寶麗;田春貴;田國(guó)輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黑龍江大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B31/02
• 分類號(hào): C01B31/02;C01B31/34
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 韓末洙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種碳化鎢/石墨碳納米復(fù)合物的制備方法。

背景技術(shù)

目前，制備碳化鎢/石墨碳納米復(fù)合物主要采用兩步法：第一步制備出石墨碳，第二步將鎢源的前驅(qū)體吸附在石墨碳的表面，經(jīng)過(guò)微波、高溫焙燒后制得碳化鎢與石墨碳的復(fù)合體。然而這種制備方法工藝復(fù)雜，并且碳化鎢在石墨碳上的分布不均勻，從而影響其催化性能，很難在商業(yè)中得到應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)制備碳化鎢/石墨碳納米的復(fù)合物存在碳化鎢分布不均勻的問(wèn)題；而提供了一種原位同步合成碳化鎢/石墨碳納米復(fù)合物的方法。

本發(fā)明中原位同步合成碳化鎢/石墨碳納米復(fù)合物的方法是由下述步驟完成的：一、對(duì)碳源進(jìn)行預(yù)處理10min～8h(目的是為了活化碳源)；二、將石墨化催化劑和鎢源溶于溶劑中，其中石墨化催化劑的濃度0.01～0.3mol/L，鎢源的濃度0.01～0.3mol/L，再加入經(jīng)預(yù)處理的碳源，然后分散均勻，碳源與石墨化催化劑的質(zhì)量比為0.01～1∶1；三、在空氣或氧氣的氣氛、預(yù)碳化溫度為90～450℃條件下預(yù)碳化步驟二混合物1～12h；四、以1～25℃/min的升溫速度由室溫升至熱處理溫度500～1600℃然后對(duì)步驟三產(chǎn)物進(jìn)行熱處理10min～10h，熱處理氣氛流量為30～2500mL/min，其中熱處理氣氛為氮?dú)狻鍤狻⒑狻⒁谎趸肌⒍趸肌⒘蚧瘹洹錃狻⑺魵庵械囊环N或其中幾種的混合；五、將步驟四得到的產(chǎn)品研磨，再加入硝酸或鹽酸溶液中，在110～140℃條件下回流6～14h，用蒸餾水洗滌至洗液的pH＝6～8，再在80～110℃條件下烘干或者在60～70℃條件下真空干燥4～8h(去除石墨化催化劑)；六、對(duì)步驟五的產(chǎn)物進(jìn)行物理活化或化學(xué)活化，干燥后得到原位同步合成碳化鎢/石墨碳納米復(fù)合物。

步驟一中所述的碳源為農(nóng)林作物提取物、農(nóng)林廢棄物、貝殼提取物或高分子聚合物；其中所述的農(nóng)林作物提取物為葡萄糖、蔗糖、果糖或淀粉，所述的農(nóng)林廢棄物為玉米稈、柏樹(shù)枝、麥稈、大豆秸稈、高粱稈、麥稈、稻殼、稻草、木屑、玉米棒、玉米穗、松樹(shù)枝、松樹(shù)塔、橡樹(shù)皮、蘆葦、蒲草、蒿草、椰子殼、椰子皮、桃殼、胡桃核、花生殼、亞麻、黃麻、洋麻、蜂窩、杏核、櫻桃核、香蕉莖、甜菜渣、甘蔗渣或藤條，所述的貝殼提取物為殼聚糖或甲殼素，所述的高分子聚合物為聚苯乙烯、聚糠醇、聚丙烯酰胺、聚亞胺、聚氨酯、聚氨基葡萄糖、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚苯胺、陰離子交換樹(shù)脂、兩性離子交換樹(shù)脂中的一種或其中幾種的混合物，所述的陰離子交換樹(shù)脂為大孔丙烯酸系陰離子交換樹(shù)脂或苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂，所述的兩性離子交換樹(shù)脂為丙烯酸-苯乙烯系兩性離子交換樹(shù)脂。

步驟一中所述的碳源預(yù)處理的方法為微波法、水熱法、超聲法、酸處理法或酸堿處理法。

步驟二中所述的分散方法如下：先在頻率為2～6KHz條件下超聲處理2～5h，然后在微波強(qiáng)度為3.0～8.0kW條件下微波處理3～6h，再在80～120℃條件下烘干。步驟二中所述的分散方法還可以采用下述方法，方法的具體內(nèi)容如下：在40～80℃條件下，以400～600r/min的速度攪拌8～10h，再經(jīng)過(guò)離心分離，用水洗滌三至五次。

步驟二中所述的石墨化催化劑為氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、硝酸亞鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵、鐵氰化鉀、亞鐵氰化鉀、三草酸合鐵酸鉀、氯化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷、乙酸鈷、氯化鎳、硝酸鎳、硫酸鎳、乙酸鎳、氯化錳、硝酸錳、硫酸錳、高錳酸鉀、重鉻酸鉀、三氯化鉻、氯化鎂、硝酸鎂、硫酸鎂中的一種或其中幾種的混合。