一种纳米碳化钨合成方法

碳化钨具有高熔点，高硬度，高耐磨性、耐蚀性以及优异的导电导热性，是硬质合金的主要原料，而且，从1973年美国科学家首次报道了WC具有和Pt等贵金属类似的表面催化性能，WC作为太阳能燃料电池的催化剂或催化剂载体的研究也倍受关注。

纳米材料是一个融前沿科学和高新技术于一体的新型跨学科的边缘学科材料体系。纳米材料的粒子尺寸会使材料在许多物理、化学特性和力学特性发生奇异的变化，如纳米颗粒的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特性使材料在许多方面的特性都超出常规现象。

纳米碳化钨粉体是超细硬质合金的重要原料，同时纳米碳化钨粉体具有高的比表面积，也有利于提高其在催化方面的性能及作为催化剂载体的优势。因此纳米碳化钨研究具有重要的意义。

纳米碳化钨的合成方法可采用以下方案：

1、称取10g H₂WO₄，放入1000ml锥形瓶中，加2ml蒸馏水润湿，称取52g正辛胺，360g正庚烷，将二者混合均匀，将胺和烷的混合溶液加入放钨酸的锥形瓶中，边加边剧烈搅拌，开始为黄色悬浊液，随着时间的延长，悬浊液的颜色逐渐变淡，半小时后呈现米黄色，一小时后呈现白色，搅拌24h，静置24h，

2、将白色悬浊液固液分离，醇洗5次(3000r/min，10min)，室温减压干燥30h，得到18g钨酸基无机-有机混杂层状化合物。

3、将0.15g所得钨酸基无机-有机混杂层状化合物装入一端密封的直径为8mm，长250mm的石英管中，抽真空至2×10-2Pa，密封；将密封的石英管放在马弗炉中，以1℃/min的升温速率升温至750℃，保温20h，自然冷却，得到0.07g碳化钨黑色粉末，产率为99％。

从X射线衍射分析图中可以看出，所得样品主要物相为六方相碳化钨，同时还有少量的W₂C，可估算出W₂C含量约为6％；碳化钨颗粒尺寸大约在200nm左右，为尺寸均一的具有多级结构的碳化钨多孔球，单个碳化钨颗粒只有10～100nm左右，BET表面积为1～50m²/g，在作为增强体用于耐磨材料或切削工具时，这种结构有利于提高增强体与基体材料的结合力，在作为催化剂载体时，发达的多孔结构和较大的比表面积有利于负载更多的催化剂，纳米颗粒组成的多孔微球体积较大，有利于回收再利用。同时较大的比表面积和发达的孔结构也有利于提高碳化钨材料自身的催化活性，可直接用作燃料电池的催化剂。

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