本发明属于钙的硅化物制备领域，具体涉及一种纳米钙的硅化物的制备方法。
背景技术：
近几十年来，金属间化合物由于其具有奇特的性能以及在冶金技术、化学工程、航天航空领域的潜在运用，使得金属间化合物被广泛研究。在这些金属间化合物中，ca-si金属间化合物也是一类最为重要的金属间化合物，因为其广泛的运用在热电、光电材料以及用来设计新奇的电子设备。目前已经成功制备的钙硅合金有ca2si、ca5si3、casi、ca3si4、casi2等。这一类材料中ca2si、ca3si4、casi2这三种钙硅合金是半导体材料，其中ca2si与mg2si类似它们在热电材料领域展现出巨大的潜在运用价值，而ca3si4、casi2这两种半导体被广泛运用在光电子设备。而ca5si3和casi这两种钙的硅化物展示出金属性质，最近报道这两种钙的硅化物是一种很好地储氢材料，是下一代的储氢材料的候选者。然而最主要的是ca元素和硅元素在地球中含量丰富并且对环境无污染，因此钙的硅化物是一种很好环保材料。
因为ca-si二元合金多种相的存在，制备过程中会伴随着ca5si3等钙的硅化物生成。本发明通过严格的控制反应物的比例，通过化学反应制备得到钙的硅化物。本发明制备方法简单，原料成本低，很有可能产业化，并且制备得到的钙的硅化物粒较细可以达到纳米级别。
技术实现要素：
本发明的目的在提供一种纳米钙的硅化物的制备方法。本发明的粉末状钙的硅化物，产品纯度较高，并且制备方法操作简单、产品组分易控制，所制得的钙的硅化物材料有望广泛应用于各个领域。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种纳米钙的硅化物的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)在氮气气氛中，向不锈钢高压釜中加入等质量比例的氯化镁和氯化钠并使其均匀混合；
(2)继续向不锈钢高压釜中加入0.005~0.04molsi粉，混合均匀；
(3)在上述混合均匀的粉末中加入0.01~0.03mol的氯化钙；
(4)在步骤(3)中得到的均匀的混合粉末中投入0.8~1.6g的金属钾；
(5)将不锈钢高压釜密封，于炉内600~700℃加热8~10小时，然后冷却至室温；
(6)分别用盐酸、稀碱溶液、蒸馏水以及无水乙醇洗涤，以去除杂质；
(7)将步骤(6)中得到的物质放在50~60℃的真空干燥箱内干燥10~12小时得到粉末样品。
步骤(1)中氯化镁和氯化钠的用量均为10g。
步骤(4)中使用的金属钾为颗粒状，其颗粒应尽可能小，颗粒的直径范围在0.05~0.1cm。
步骤(6)所用的稀碱溶液是浓度为0.1m的氢氧化钠溶液。
制得的纳米钙的硅化物的化学式为ca2si、casi或casi2。
本发明的有益效果在于：本发明具有工艺简单、操作容易、成本低和产品组分易控制等优势，本发明的粉末状钙的硅化物，产品纯度较高，并且制备方法操作简单、产品组分易控制，所制得的钙的硅化物材料有望应用可以广泛应用于各个领域。
氯化镁和氯化钠的作用是最为无机溶剂，无机溶剂热法具有一系列的特点：提供液态的介质环境、溶剂对其他物质具有非凡的溶解能力、化学反应过程中传质传热传能速率快效率高、反应温度低、产品纯度高、粒度小且分布均匀、溶剂容易清洗。金属钾的作用作为还原剂，其可以尽可能小是为了使其能够与反应物接触均匀，充分反应。
附图说明
图1为ca2si的xrd图；
图2为ca2si的sem图；
图3为casi的xrd图；
图4为casi的sem图;
图5为casi2的xrd图；
图6为casi2的sem图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不仅仅限于这些实施例。
实施例1
（1）在氮气气氛中，向不锈钢高压釜中加入10g氯化镁和10g氯化钠粉末，使其混合均匀得到均匀混合粉末。
（2）向步骤（1）中所得的均匀混合产物中加入0.005mol的si粉,使其均匀混合。
（3）向步骤（2）中得到的均匀混合粉末中加入0.01mol的氯化钙。
（4）向步骤（3）中得到的均匀混合粉末中加入0.8g的金属钾颗粒，将高压釜密封，于炉内700℃加热8小时，然后冷却至室温。
（5）分别用0.1m盐酸、0.1m氢氧化钠溶液、蒸馏水以及无水乙醇洗涤，以去除杂质。
（6）将步骤（5）中得到的物质放在50℃的真空干燥箱内干燥10小时得到粉末样品。
本例中的到的粉末的xrd如图1所示，制得的钙的硅化物的化学式为ca2si，粒径大小约为50nm~300nm。
实施例2
（1）在氮气气氛中，向不锈钢高压釜中加入10g氯化镁和10g氯化钠，使其混合均匀得到均匀混合粉末。
（2）向步骤（1）中所得的均匀混合粉末中加入0.01mol的si粉,搅拌均匀。
（3）向步骤（2）中得到的均匀混合溶液中加入0.01mol的氯化钙溶液并搅拌均匀。
（4）向步骤（3）中得到的均匀混合溶液中加入0.8g的金属钾，将高压釜密封，于炉内650℃加热9小时，然后冷却至室温。
（5）分别用0.1m盐酸、0.1m氢氧化钠溶液、蒸馏水以及无水乙醇洗涤，以去除杂质。
（6）将步骤（5）中得到的物质放在60℃的真空干燥箱内干燥12小时得到粉末样品。
本例中的到的粉末的xrd如图3所示，制得的钙的硅化物的化学式为casi，粒径大小约为50nm~200nm。
实施例3
（1）在氮气气氛中，向不锈钢高压釜中加入10g氯化镁和10g氯化钠粉末，使其混合均匀得到均匀混合粉末。
（2）向步骤（1）中所得的均匀混合粉末中加入0.02mol的si粉,搅拌均匀。
（3）向步骤（2）中得到的均匀混合粉末中加入0.01mol的氯化钙溶液并搅拌均匀。
（4）向步骤（3）中得到的均匀混合溶液中加入0.8g的金属钾，将高压釜密封，于炉内600℃加热10小时，然后冷却至室温。
（5）分别用0.1m盐酸、0.1m氢氧化钠溶液、蒸馏水以及无水乙醇洗涤，以去除杂质。
（6）将步骤（5）中得到的物质放在60℃的真空干燥箱内干燥12小时得到粉末样品
本例中的到的粉末的xrd如图5所示，制得的钙的硅化物的化学式为casi2，粒径大小约为50nm~300nm。
实施例4
（1）在氮气气氛中，向不锈钢的高压釜中加入10g氯化镁和10g氯化钠粉末，使其混合均匀得到均匀混合粉末。
（2）向步骤（1）中所得的均匀混合产物中加入0.02mol的si粉,使其均匀混合。
（3）向步骤（2）中得到的均匀混合粉末中加入0.01mol的氯化钙。
（4）向步骤（3）中得到的均匀混合粉末中加入1.6g的金属钾，将高压釜密封，于炉内550℃加热10小时，然后冷却至室温。
（5）分别用0.1m盐酸、0.1m氢氧化钠溶液、蒸馏水以及无水乙醇洗涤，以去除杂质。
（6）将步骤（5）中得到的物质放在60℃的真空干燥箱内干燥10小时得到粉末样品。
实施例5
（1）在氮气气氛中，向不锈钢的高压釜中加入10g氯化镁和10g氯化钠粉末，使其混合均匀得到均匀混合粉末。
（2）向步骤（1）中所得的均匀混合产物中加入0.04mol的si粉,使其均匀混合。
（3）向步骤（2）中得到的均匀混合粉末中加入0.02mol的氯化钙。
（4）向步骤（3）中得到的均匀混合粉末中加入1.6g的金属钾，将高压釜密封，于炉内600℃加热10小时，然后冷却至室温。
（5）分别用0.1m盐酸、0.1m氢氧化钠溶液、蒸馏水以及无水乙醇洗涤，以去除杂质。
（6）将步骤（5）中得到的物质放在60℃的真空干燥箱内干燥10小时得到粉末样品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。