低温燃烧合成法制取超细碳化钨

碳化钨是一种非贵金属催化剂，具有优异的稳定性和抗氧化性，并且具有很强的抗一氧化碳、碳氢化合物、硫化氢中毒的特性，是一种极具研究价值和发展前景的催化材料。

现有的研究表明WC具有以下表面结构和电子性质：碳化钨和铂主晶面上表面原子排列具有相似性；费米能级附近电子态密度都比较高；由于C的影响，使WC中W₅d电子不再全部共有化成巡游电子，而是有一部分像Pt一样变成局域电子，从而使WC具有类Pt的催化活性。碳化钨作为电催化剂不仅表现出了较高的活性，而且还表现出了比较宽的电极电位，可有望用于金属燃料电池的电极材料，以代替贵金属。如果WC的催化活性能接近或达到Pt的催化水平，那么其应用前景将不可估量。

所以迄今为止，人们对WC催化剂的制备方法、催化性能、物化性能、表面结构等方面做了大量研究工作。传统的粉末冶金法制备碳化钨的工艺都需要在高温下进行，消耗了大量能量，具优劣和缺点各异。

低温燃烧合成法通过一定化学计量比的还原剂（有机燃料）和氧化剂（金属盐类）的在水中溶解，使反应物达到分子水平的混合。在溶液的加热过程中随着水分的不断蒸发，溶液发生沸腾、浓缩、冒烟，反应体系温度达到点燃温度时自动点燃。燃烧反应过程中，放出的大量气体和热量使产物能够充分分散并在原子尺度上烧结，可获得成分均匀和晶粒尺寸细小的纳米粉体。这种合成工艺设备简单、快速简便，可以克服其他工艺条件苛刻、产量低、不易于产业化等缺点，有研究人员认为，其也可以应用于纳米碳化钨的制取。例如：

称量钨酸铵0.015mol、尿素0.1mol、硝酸0.2mol、葡萄糖0.2mol，加150ml去离子水，在1000ml烧杯中混合均匀。将混合溶液放置在封闭电炉上加热，电炉开到最大功率，边加热边搅拌。待溶液中水分几乎蒸干呈黏稠状时，停止搅拌，溶液开始浓缩、冒烟自动点燃时，停止加热。溶液点燃后，便得到蓬松混合物。待混合物冷却后，将混合物取出，在研钵中研磨成粉末。所得粉末装入方形石墨舟中，在通氩气保护的电阻炉中进行碳化，碳化温度1100℃，升温速度3℃/min，保温6h后缓慢随炉冷却，得到碳化钨粉末。碳化钨最小粒度为1.81μm，平均粒度为8.86μm。

采用低温燃烧合成法合成碳化钨，由于所用的氧化剂和燃料混合物具有放热的特性，在较低的温度诱发下能自发发生氧化还原反应，使得钨源和碳源分布均匀，接触充分，在较低的温度下得到了微米级碳化钨粉末；并且原料成本低廉，制备操作简单，具有大规模推广应用的潜力。

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