本发明涉及纳米线的制备方法,尤其是涉及一种碳化钛纳米线的制备方法。
背景技术:
碳化钛(tic)具有高熔点、高硬度、极高的热稳定性、耐高温、耐烧蚀和耐化学腐蚀等优异的性质,而且有些还具有特殊的光、电、磁、超导、热学、催化和中子吸收截面小等性能,是一种极富潜力的非氧化物高温结构材料、电子材料和催化新材料,广泛应用于制造机械切削、采矿、抗磨和高温部件以及航天防热部件、第四代核燃料载体、熔融金属坩埚、热阴极、电催化和能源存贮等领域。中南大学周科朝课题组以微晶纤维素为碳源,采用氯化物辅助碳热还原法合成了tic晶须(huiwenxiong,yuguo,yuwen,yapinglv,zhiyouli,kechaozhou,large-scalesynthesisofticwhiskersbycarbothermalreductionwithmicrocrystallinecelluloseasthecarbonsource,journalofcrystalgrowth,2015,431:64–71.);浙江工业大学张文魁课题组采用生物模板法合成了tic纳米线(xinhuixia,jiyezhan,yuzhong,xiuliwang,jiangpingtu,hongjinfan,single-crystalline,metallicticnanowiresforhighlyrobustandwide-temperatureelectrochemicalenergystorage,small,201713(5),1602742.);西北工业大学的袁晓燕课题组在zrsio4基底上制备tic纳米线(yuanx,chengl,zhangl.synthesisofticnanowiresonporouszrsio4,substrateandtheirfieldemissionproperties[j].vacuum,2014,99(1):294-297.);济南大学的王艳和张忠华申请专利,用金属镍和钛融成合金液,再置于石墨坩埚中形成ti-ni-c合金,经电化学萃取法制备tic纳米线(王艳,张忠华.一种碳化钛纳米线的制备方法:中国.101708846a.2010-05-19.);目前制备tic纳米线的方法有碳热还原法、模板法、熔盐法和化学气相沉积法等。这些方法都能有效制备tic纳米线,但碳纳米管模板法及熔盐法制备的tic纳米线产量少,长度短。含有大量的碳化物颗粒,且杂质较多,难以宏量制备;常见的cvd法制备碳化物纳米线温度较低,质量较高,但产物通常是沉积在石墨片基底表面上,无法实现大量的工程化制备。目前,碳热还原法是制备tic纳米线最为常用的方法,其合成工艺条件相对可控,可以通过改变不同的工艺参数控制纳米线的形貌结构等。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种采用碳热还原法,以碳黑为碳源,以液态钛酸丁酯为钛源,镍为催化剂,碱金属氯化物为辅助物质的碳化钛纳米线的制备方法。
本发明采用的技术方案的步骤如下:
步骤1)先将无水乙醇和钛酸丁酯混合后,由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色澄清的a溶液其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为2~5:1;
步骤2)将冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph1~3,得到b溶液,其中冰醋酸:蒸馏水:无水乙醇的体积比例为1:2~4:6~12;
步骤3)将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体,将胶体置于开放环境中晾干,得到白色二氧化钛粉末;
步骤4)将碱金属氯化物、0.1~0.3gni粉和碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为2~5:1;
步骤5)将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,并放入封闭水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次;
步骤6)反应温度为1250~1400℃,保温时间为2~5h,反应过程中要控制压强处于相对稳定状态,降温速率为1~2℃/min,最后在坩埚中会生成灰黑色物质,即为碳化钛纳米线。
作为优选,步骤1)中所述无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为3:1。
作为优选,步骤2)中所述冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例1:2.5:7.5
作为优选,步骤4)中碳黑与ti的摩尔比为4:1。
作为优选,步骤4)中所述碱金属氯化物为nacl、kcl或nacl和kcl的混合物,kcl和nacl以1:1比例混合做为前驱辅助物质;cl与ti的摩尔比为1:3。
步骤5)中所述要使反应在封闭体系中进行。
作为优选,步骤6)中所述反应温度为1350℃;保温时间为4h;压强要稳定保持在0.1~0.2之间;降温速率为1.5℃/min。
本发明具有的有益效果是:
本发明采用k-na氯盐辅助碳热还原vls生长法制备tic纳米线,工艺简单,工艺可控性强,易操作,成本低,制得的产物长度长,粗细均匀。
附图说明
图1是用本发明方法制得的tic纳米线的扫描电镜(sem)照片。
图2是用本发明方法制得的tic纳米线的x射线衍射(xrd)谱图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
将30ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为3:1;将4ml冰醋酸、10ml蒸馏水和30ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为2.5,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:2.5:7.5。将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.272gnacl和0.346gkcl碱金属氯化物、0.25gni粉和1.344g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为4:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1350℃,保温时间为3h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为1.5℃/min。最后将坩埚中的灰黑色物质置于扫描电镜下如图1所示,可以看到有较多较长tic纳米线生成,要获得纯净的tic纳米线还需要进一步的提纯。图2的xrd衍射谱图证实产物中有tic纳米线,但由于未进行进一步提纯,其中还存在一些催化剂ni,及未反应的碳黑和tio2。所得的tic的xrd图谱与参照的tic标准衍射卡片(pdf#01-1222)相符。
实施例2
将20ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为2:1;将4ml冰醋酸、10ml蒸馏水和30ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为2,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:2.5:7.5。将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.272gnacl和0.346gkcl碱金属氯化物、0.2gni粉和1.344g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为4:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1350℃,保温时间为3h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为1.5℃/min。最终产物形貌,成分,结构与实施例1相近似。
实施例3
将50ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为5:1;将4ml冰醋酸、10ml蒸馏水和30ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为3,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:2.5:7.5。将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.272gnacl和0.346gkcl碱金属氯化物、0.2gni粉和1.344g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为4:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1350℃,保温时间为3h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为1.5℃/min。最终产物形貌,成分,结构与实施例1相近似。
实施例4
将30ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为3:1;将4ml冰醋酸、8ml蒸馏水和12ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为2.5,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:2:12。将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.272gnacl和0.346gkcl碱金属氯化物、0.1gni粉和1.344g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为4:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物均匀混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1350℃,保温时间为3h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为1.5℃/min。最终产物形貌,成分,结构与实施例1相近似。
实施例5
将30ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为3:1;将4ml冰醋酸、16ml蒸馏水和40ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为2,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:4:10。将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.272gnacl和0.346gkcl碱金属氯化物、0.2gni粉和1.344g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为4:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1350℃,保温时间为3h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为1.5℃/min。最终产物形貌,成分,结构与实施例1相近似。
实施例6
将30ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为3:1;将4ml冰醋酸、10ml蒸馏水和24ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为1,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:2.5:6。将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.272gnacl和0.346gkcl碱金属氯化物、0.2gni粉和1.344g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为4:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1350℃,保温时间为3h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为1.9℃/min。最终产物形貌,成分,结构与实施例1相近似。
实施例7
将30ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为3:1;将4ml冰醋酸、10ml蒸馏水和30ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为2.5,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:2.5:7.5。将b溶液缓慢滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.272gnacl和0.346gkcl碱金属氯化物、0.2gni粉和1.344g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为4:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1250℃,保温时间为3h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为1.5℃/min。最终产物形貌,成分,结构与实施例1相近似。
实施例8
将30ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为3:1;将4ml冰醋酸、10ml蒸馏水和30ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为2.5,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:2.5:7.5。将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.272gnacl和0.346gkcl碱金属氯化物、0.25gni粉和1.344g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为4:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1400℃,保温时间为3h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为1.5℃/min。最终产物形貌,成分,结构与实施例1相近似。
实施例9
将30ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为3:1;将4ml冰醋酸、10ml蒸馏水和30ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为2,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:2.5:7.5。将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.272gnacl和0.346gkcl碱金属氯化物、0.3gni粉和0.672g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为2:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1350℃,保温时间为3h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为1.5℃/min。最终产物形貌,成分,结构与实施例1相近似。
实施例10
将30ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为3:1;将4ml冰醋酸、10ml蒸馏水和30ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为2.5,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:2.5:7.5。将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.272gnacl和0.346gkcl碱金属氯化物、0.3gni粉和1.680g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为5:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1350℃,保温时间为3h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为1.5℃/min。最终产物形貌,成分,结构与实施例1相近似。
实施例11
将30ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为3:1;将4ml冰醋酸、10ml蒸馏水和30ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为2,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:2.5:7.5。将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.272gnacl和0.346gkcl碱金属氯化物、0.3gni粉和1.344g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为4:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1350℃,保温时间为2h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为1.5℃/min。最终产物形貌,成分,结构与实施例1相近似。
实施例12
将30ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为3:1;将4ml冰醋酸、10ml蒸馏水和30ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为2,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:2.5:7.5。将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.272gnacl和0.346gkcl碱金属氯化物、0.3gni粉和1.344g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为4:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1350℃,保温时间为5h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为1.5℃/min。最终产物形貌,成分,结构与实施例1相近似。
实施例13
将30ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为3:1;将4ml冰醋酸、10ml蒸馏水和30ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为2,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:2.5:7.5。将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.272gnacl和0.346gkcl碱金属氯化物、0.3gni粉和1.344g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为4:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1350℃,保温时间为3h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为1℃/min。最终产物形貌,成分,结构与实施例1相近似。
实施例14
将30ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为3:1;将4ml冰醋酸、10ml蒸馏水和30ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为2,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:2.5:7.5。将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.544gnacl碱金属氯化物、0.3gni粉和1.344g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为4:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1350℃,保温时间为3h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为1.5℃/min。最终产物形貌,成分,结构与实施例1相近似。
实施例15
将30ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为3:1;将4ml冰醋酸、10ml蒸馏水和30ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为2,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:2.5:7.5。将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.692gkcl碱金属氯化物、0.3gni粉和1.344g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为4:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1350℃,保温时间为3h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为1.5℃/min。最终产物形貌,成分,结构与实施例1相近似。
实施例16
将30ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为3:1;将4ml冰醋酸、10ml蒸馏水和30ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为2,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:2.5:7.5。将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.408gnacl和0.173gkcl碱金属氯化物、0.3gni粉和1.344g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为4:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1350℃,保温时间为3h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为1.5℃/min。最终产物形貌,成分,结构与实施例1相近似。
实施例17
将30ml无水乙醇和10ml钛酸丁酯混合后由磁力搅拌器搅拌,得到浅黄色的澄清溶液a溶液。其中无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为3:1;将4ml冰醋酸、10ml蒸馏水和30ml无水乙醇混合后搅拌,滴加1~2滴盐酸调节ph为2.5,得到b溶液。其中冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比例为1:2.5:7.5。将b溶液滴加到a溶液中,一边滴加一边搅拌,至溶液凝成胶体。将胶体置于开放环境中晾干。得到白色二氧化钛粉末。将0.272gnacl和0.346gkcl碱金属氯化物、0.25gni粉和1.344g碳黑混合后进行研磨,其中碳黑与ti的摩尔比为4:1,cl与ti的摩尔比为1:3。将白色粉末与研磨混合的碳黑、ni粉和碱金属氯化物混合后放入坩埚中,将坩埚放入封闭的水平管式炉中,然后把水平管式炉膛抽真空,抽完后充入氩气使压强到0~0.2mpa,重复1~2次。设置管式炉程序升高温度至1350℃,保温时间为3h,整个反应过程中要控制压强处于0.1~0.2mpa的相对稳定状态,降温速率为2℃/min。最终产物形貌,成分,结构与实施例1相近似。