一种石墨烯包覆过渡金属碳化物纳米胶囊的制备方法及其在微波催化领域的应用技术

本发明专利技术涉及纳米材料制备技术及其应用领域，针对采用碳热还原和直接炭化法制备的碳包覆过渡金属碳化物成分复杂，含有未反应的碳和相应金属或金属氧化物的问题，提供一种石墨烯包覆过渡金属碳化物纳米胶囊的制备方法，将过渡金属块放在直流电弧氢等离子体设备上，通入氢气、惰性气体和含碳元素气体使腔体总气压达0.005 Pa~9.5×104帕；接通电源形成稳定电弧，蒸发过渡金属块；冷却后引入少量空气钝化处理。本方法一步制得石墨烯包覆过渡金属碳化物纳米胶囊，过程简单，可规模化制备；制备过程中通过调控气氛进行原位形貌调控，产物纯净。本发明专利技术还提供了石墨烯包覆过渡金属碳化物纳米胶囊在微波催化领域的应用，反应时间短。

Preparation of graphene coated transition metal carbide nanocapsules and its application in microwave catalysis

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯包覆过渡金属碳化物纳米胶囊的制备方法及其在微波催化领域的应用
本专利技术属于纳米材料制备技术及其应用领域，涉及一种石墨烯包覆过渡金属碳化物纳米胶囊的制备方法及其在微波催化领域的应用。
技术介绍
采用碳热还原和直接炭化法制备的碳包覆过渡金属碳化物成分复杂，含有未反应的碳和相应金属或者金属氧化物。例如，一种在中国专利文献上公开的“过渡金属碳化物材料的制备方法”，其公告号CN1308232C，其制备方法是：放置炭材料于坩埚内，将辅助剂与过渡金属材料不混合或混合后覆盖在坩埚内的炭材料上，炭材料、辅助剂、过渡金属材料分别为1-50wt%、1-95wt%、0.01-50wt%。在氩气氛或隔绝空气的条件下，以0.1-30℃/分的升温速率加热坩埚至600℃-1300℃，保温0.1-200小时，冷却至室温。再将熔盐坩埚在水中煮沸后，取出不溶的过渡金属碳化物，经水洗、干燥后即得。该专利技术可以制备多种过渡金属碳化物粉体、涂层、纤维和纳米管材料，具有原料成本低、转化率高、以及形态可控制的特点。但是采用该方法制备的碳包覆过渡金属碳化物纳米胶囊具有大的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯包覆过渡金属碳化物纳米胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1）在直流电弧氢等离子体设备的阳极上放置20~200 g的过渡金属块，通入氢气、惰性气体和含碳元素气体，其中惰性气体的体积为氢气的0~9倍，含碳元素气体的体积为氢气的0.005~0.5倍，反应腔体的总气压保持在0.005 Pa~9.5×10

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯包覆过渡金属碳化物纳米胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）在直流电弧氢等离子体设备的阳极上放置20~200g的过渡金属块，通入氢气、惰性气体和含碳元素气体，其中惰性气体的体积为氢气的0~9倍，含碳元素气体的体积为氢气的0.005~0.5倍，反应腔体的总气压保持在0.005Pa~9.5×104Pa；
2）接通电源形成稳定电弧，蒸发过渡金属块，控制电弧反应时间为5~15min；待反应产物冷却至室温后，引入少量空气进行钝化处理，得到石墨烯包覆过渡金属碳化物纳米胶囊。


2.根据权利要求1所述的一种石墨烯包覆过渡金属碳化物纳米胶囊的制备方法，其特征在于，所述的过渡金属为：钛、钒、铬、锰、铁、钇、锆、铌、钼、钽、钨的一种或多种混合物。


3.根据权利要求1或2所述的一种石墨烯包覆过渡金属碳化物纳米胶囊的制备方法，其特征在于，所述的过渡金属块为固体过渡金属块或由过渡金属粉体压制而成的金属块。


4.根据权利要求1所述的一种石墨烯包覆过渡金属碳化物纳米胶囊的制备方法，其特征在于，过渡金属块的质量百分数为99.9%及以上。

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪峰，余洁意，刘先国，陈文潮，高彤，余佳豪，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33