微波誘導催化法合成碳化鎢

碳化鎢是一種具有獨特的物理和化學特性的材料。這種材料的特性綜合了離子晶體、共價化合物和過渡金屬三種材料的性質。已經在各種耐高溫、耐磨擦和耐腐蝕的機械領域得到應用。此外，碳化鎢具有某些貴金屬的催化性質，在油品的的加氫精製、脫硫、脫氮和燃料電池觸媒電極方面同樣具有與貴金屬相比擬的催化活性和選擇性，該種碳化物比貴金屬價格低廉， 且又具有優良的抗一氧化碳和硫中毒的性能，因此被譽為取代鉑族貴金屬的“准鉑催化劑”。

傳統的碳化鎢製備工藝繼承於冶金工業，是在還原性氣氛中金屬、金屬氫化物或金屬氧化物和一定比例的碳直接反應，反應溫度通常高於1500K。所得的產物具有很低的比表面積和純度，這些工業材料不適合用作催化劑或載體。為了適應碳化鎢在催化和吸附方面的應用，冶煉工業開發了很多製備高比表面積碳化鎢的方法。例如，揮發性金屬化合物的氣相反應，氣相反應物和固相金屬化合物的反應，金屬化合物的高溫分解和液相反應。研究發現碳化鎢的催化和吸附性能與其表面結構和成分有很大關係，而其表面結構和成分受製備工藝的影響。

在近年來的新合成工藝研究中，有學者發現，採用微波誘導催化法，能將碳化鎢迅速加熱到高溫狀態，具有製備速度快和低能耗的特點。而且，在金屬粉末材料催化下，反應產物幾乎是純淨的碳化鎢。這種工藝過程的大致內容為：

將品質為1.0克鎢溶於100ml雙氧水，然後，加入1克活性碳粉，並添加100毫升乙醇，放入超聲清洗機中超聲30分鐘分散均勻，取出攪拌至粘稠狀漿料。然後將粘稠狀漿料放入微波爐中，以交替微波工作5秒停5秒的方式加熱漿料，得到乾燥粉末。接著將乾燥粉末與1克鐵粉機械混合均勻，放入陶瓷坩堝中，在陶瓷坩堝的周圍包裹耐微波保溫材料。最後將坩堝放入微波爐中持續加熱20分鐘，得到納米級碳化鎢顆粒。

將成品置於X射線下觀察後得出結論，在有金屬粉末材料催化下，反應產物幾乎是純淨的碳化鎢，而不加金屬粉末材料所制得的產物含大量氧化鎢。