The invention relates to a preparation method of two-dimensional nano-sheet niobium carbide, belonging to the field of preparation of inorganic nanomaterials. The preparation method adopts DC arc plasma discharge method; the preparation conditions are high temperature and low pressure; the preparation process is to uniformly mix high purity carbon powder and niobium powder with molar ratio of 1:1 into DC arc reaction chamber, adjust the distance between cathode and anode, arc, react and cool under specific conditions (argon, gas pressure 10 40kPa, current 95 1059;A, etc.) after passivation, both in anode stone. Two-dimensional sheet niobium carbide with a length of 50 120 nm and a width of 40 100 nm was obtained at the lower edge of the ink pot. The method has the advantages of simple preparation process, less consumables, high repeatability, and at the same time ensures the yield and purity of the sample. The prepared sheet niobium carbide has regular shape and uniform size. It can be used as some specific field emission cathode materials and has good application prospects.
【技术实现步骤摘要】
一种二维纳米薄片状碳化铌的制备方法
本专利技术属于无机纳米材料制备的
,具体涉及一种二维纳米薄片状碳化铌的制备方法。
技术介绍
碳化铌(NbC)为黑色粉末,属氯化钠型立方晶系,是一种具有高硬度、强机械耐磨性的超硬多功能材料,广泛应用于各类超硬材料的设计制备过程中。目前,碳化铌的制备方法主要包括机械合金法、热还原法及化学气相沉积法等。河北科技大学的崔照雯等人以铌粉和石墨为原料用机械合金法制备出超细碳化铌。实际上,功能材料的物理化学性质不仅与尺寸有关,特殊形貌的各向异性有利于纳米材料的功能化,进而在制备功能化纳米器件领域具有潜在的应用价值。例如,湖北工程学院的杜军等人通过五氧化二铌热还原法制备出狼牙棒状碳化铌。现有制备碳化铌的方法或因工艺复杂、步骤繁琐、生产周期长,可重复性差;或因设备昂贵、条件苛刻、制备难度大,成本过高,或因制备方法本身所限等,阻碍了具有特殊形貌的碳化铌纳米功能材料的获得及实际应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种工艺简单、稳定性高、重复性好的制备方法。采用直流电弧等离子体放电法制备二维纳米薄片状碳化铌,解决现有技术存在的不足。本专利的具体操作过程如下:1.按照摩尔比1:1,将高纯碳粉和铌粉均匀混合并充分研磨。2.经研磨后的混合物放入压片机中,压制成高度2-4mm、直径1cm的圆柱形薄片。3.将薄片放入定制的石墨锅中,石墨锅与水冷阳极相连。阴极钨棒位于反应腔室内部的左方,与右方的阳极石墨锅的轴线重合,调节阴阳两极距离至适当位置。4.向水冷系统(阴阳两极和冷凝壁套筒)通入循环冷却水,关闭反应腔室密门,将腔室内气压抽至低于10Pa,洗气两次后 ...
【技术保护点】
1.一种二维纳米薄片状碳化铌的制备方法,其特征在于:在直流电弧等离子体放电装置中,首先将摩尔比1:1的高纯碳粉和铌粉均匀混合研磨并压制成圆柱形薄片,放入定制的与之契合的石墨锅中,阴极钨棒位于仪器内部的左方,与右方的阳极石墨锅的轴线重合,调节阴阳两极距离至适当位置,其次,向水冷系统(阴阳两极和冷凝壁套筒)通入循环冷却水,向密封反应腔室通入氩气,最后,设置电流区间为95‑105A,起弧反应后切断电源,继续冷却钝化直至室温,既在阳极石墨锅下沿处得到纯净的二维纳米薄片状碳化铌。
【技术特征摘要】
1.一种二维纳米薄片状碳化铌的制备方法,其特征在于:在直流电弧等离子体放电装置中,首先将摩尔比1:1的高纯碳粉和铌粉均匀混合研磨并压制成圆柱形薄片,放入定制的与之契合的石墨锅中,阴极钨棒位于仪器内部的左方,与右方的阳极石墨锅的轴线重合,调节阴阳两极距离至适当位置,其次,向水冷系统(阴阳两极和冷...
【专利技术属性】
技术研发人员:高伟,孙多,张晨,殷红,
申请(专利权)人:吉林大学,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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