纳米碳(氮)化物的制备与应用
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1.3.3 固相法

固相法是指反应物以固相形式参与化学反应并转化为固相粉末的反应,整个过程是一个固相-固相的化学转变过程。

Cai[95]等将0.02mol的铬粉和0.05mol的NaN3放入不锈钢反应釜中,将反应温度分别升至450℃、500℃和550℃三种不同温度,保温10h,然后随炉冷却至室温,收集产物并用乙醇去除NaCl和其他杂质。最后,在70℃下将粉末干燥4h,可得到纳米级颗粒的粉末。此方法也可用来合成一维纳米结构CrN纳米棒[96]。但此方法所有的实验必须在充满N2的手套箱内进行,这无疑增加了粉末制备的烦琐程度。并且具有毒性的NaN3原料的使用也降低了其潜在的工业应用价值。

采用固相法合成粉末时,单次制备的量较溶液法大,并且整个制备工艺相对简单。因此,固相法在工业应用中极具潜力。但是,由于固-固反应时,反应物颗粒间的接触面积没有液-固反应时充分,所以,固-固反应往往需要较长的反应时间。为了缩短反应时间,实验中可采用超细粉末作为原料。Zhao[97]等采用高能球磨方式对原料进行纳米化来合成Cr3C2,实验证明纳米级原料的应用显著降低了反应的温度,缩短了所需的合成时间。其次,固相反应过程会经历扩散、形核、晶体长大等变化[98],因此,加热工艺的设置对粉末颗粒尺寸、比表面积及颗粒形态等参数都会产生直接影响。