RU2489351C2 - Способ получения наночастиц карбида молибдена - Google Patents
Способ получения наночастиц карбида молибдена Download PDFInfo
- Publication number
- RU2489351C2 RU2489351C2 RU2011140361/05A RU2011140361A RU2489351C2 RU 2489351 C2 RU2489351 C2 RU 2489351C2 RU 2011140361/05 A RU2011140361/05 A RU 2011140361/05A RU 2011140361 A RU2011140361 A RU 2011140361A RU 2489351 C2 RU2489351 C2 RU 2489351C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- molybdenum carbide
- molybdenum
- ethanol
- carried out
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение может быть использовано в химической промышленности и металлургии. Способ получения наночастиц карбида молибдена включает растворение пентахлорида молибдена в этаноле в соотношении, равном 1:(1-3). В полученный раствор добавляют мочевину. Затем проводят отжиг в две стадии. На первой стадии нагрев осуществляют в вакууме со скоростью не более 5°C/мин до температуры 430-450°C. На второй стадии нагревают в атмосфере азота до температуры 550-600°C с последующей выдержкой при этой температуре в течение 2,5-3 часов. Изобретение позволяет снизить температуру процесса и получить частицы карбида молибдена размером 5-10 нм. 2 ил., 2 пр.
Description
Изобретение относится к способам получения наноразмерных материалов, в частности к способу получения карбида молибдена с морфологией наночастиц, который используют в производстве сталей, в качестве антикоррозионного, жаропрочного и жаростойкого материала, в качестве восстановителя, раскислителя, катализатора.
Известен способ получения нанопроволоки карбида молибдена (патент CN 101367521, МПК C01B 31/34, 2009 год). Способ получения состоит из нескольких стадий: соответствующий молибдат растворяют в воде, получая раствор с концентрацией молибдена 0,02-1,5 М. Затем проводят интеркаляцию органическим амином в соотношении амин : Мо 20÷1:1. К полученному композиту по каплям добавляют кислоту до установления pH среды 3-6. При этом образуется белый осадок. После чего реакционную смесь нагревают на масляной бане до температуры 30-60°С и выдерживают при указанной температуре в течение 6-24 ч. Конечный продукт фильтруют, промывают, сушат, а затем отжигают в инертной газовой атмосфере при температуре 675-750°С в течение 4-10 ч.
Недостатками известного способа являются многостадийность; примесное содержание углерода на поверхности карбида молибдена, снижающее качество конечного продукта; недостаточно высокий выход целевого продукта, который не превышает 95%.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ получения наночастиц карбида молибдена (С.Giordano, С.Erpen, W.Yao, М.Antonietti "Synthesis of Mo and W carbide and nitride nanoparticles via a simple "urea glass" route", Nano Lett, 2008, v.8, p.4659-4663). В известном способе в качестве прекурсоров используют пентахлорид молибдена MoCl5 и мочевину CO(NH2)2 в соотношении мочевина : Мо 5÷7:1. Порошок пентахлорида молибдена растворяют в этаноле, затем медленно при перемешивании в течение 2 -часов, добавляют мочевину. Полученный гель помещают в печь и медленно при скорости нагрева 3°С/мин нагревают в токе азота в течение 4 часов до 800° и выдерживают при указанной температуре дополнительно 3 часа. По данным рентгенофазового анализа состав полученного продукта соответствует α-Мо2С кубической сингонии (JCPDS 15-0457). Согласно просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) размер частиц карбида молибдена равен 15-30 нм. По данным рентгеновского анализа размер частиц равен 21,1-24,7 нм.
Недостатком известного способа получения является достаточно высокая температура отжига (800°С), приводящая к росту наночастиц карбида молибдена.
Таким образом, перед авторами стояла задача разработать способ получения карбида молибдена, который бы позволил снизить температуру отжига и повысить качество конечного продукта за счет уменьшения размера частиц.
Поставленная задача решена в предлагаемом способе получения наночастиц карбида молибдена, включающем растворение пентахлорида молибдена в этаноле, добавление в раствор мочевины и последующий отжиг, в котором пентахлорид молибдена и этанол берут в соотношении, равном 1:1÷3 соответственно, а отжиг ведут в две стадии: со скоростью не более 5°С/мин до температуры 430-450°С в вакууме, затем до температуры 550-600°С в атмосфере азота с последующей выдержкой при этой температуре в течение 2,5-3 часов.
В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен способ получения наночастиц карбида молибдена состава α-Мо2С кубической сингонии ступенчатым отжигом реакционной гелеобразной массы первоначально в вакууме, а затем в токе азота.
Экспериментальные исследования, проведенные авторами, позволили разработать двухстадийный способ получения наноразмерного карбида молибдена. Причем при проведении процесса в две стадии появляется возможность ведения процесса при более низких температурах, за счет чего достигается более мелкий гранулометрический состав полученного продукта, поскольку отсутствуют условия спекания мелких частиц в более крупные. Авторами экспериментально было установлено, что существенным при подготовке исходных компонентов является соотношение между пентахлоридом молибдена и спиртом, например, этанолом. Необходимо соблюдать соотношение в интервале MoCl5: этанол =1:(1÷3). Соблюдение соотношения в указанном интервале, во-первых, позволяет за более короткое время получить исходный гелеобразный продукт, представляющий собой смесь пентахлорида молибдена, растворенного в этаноле, и мочевины (15-20 минут по сравнению с 2 часами в прототипе), во-вторых, повысить скорость нагрева гелеобразного продукта (до 5°С/мин по сравнению с 3°С/мин). Дальнейшее повышение скорости нагрева технологически нецелесообразно, так как может произойти вспенивание реакционной массы и принудительный ее выброс из емкости. При этом авторами установлено, что отсутствует необходимость соблюдения медленного нагрева в течение всего процесса. Необходимость медленного нагрева существует только на первой стадии при нагревании до температуры 430-450°С. В этих условиях авторами экспериментально установлено получение порошкообразного продукта, поэтому на второй стадии дальнейший нагрев можно проводить с произвольной скоростью. Совокупность предлагаемых условий проведения процесса получения карбида молибдена позволяет уже при отжиге при 550-600°С получить наноразмерный карбид молибдена состава α-Mo2C кубической сингонии.
Исследования, проведенные авторами, позволили сделать вывод, что частицы гранулометрического состава 5-10 нм карбида молибдена α-Мо2С кубической сингонии могут быть получены только при условии соблюдения параметров процесса, заявляемых в предлагаемом способе. Так, при снижении температуры первой стадии ниже 430°С, а второй стадии ниже 550°С в конечном продукте наблюдается появление примесных фаз (металлический молибден, оксид молибдена, углерод). При повышении температуры первой стадии выше 450°С, а второй стадии выше 600°С в конечном продукте появляется карбид молибдена другой модификации с морфологией микрочастиц.
Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом. Пентахлорид молибдена MoCl5 растворяют в этаноле при соотношении MoCl5: этанол =1:(1÷3). Добавляют мочевину CO(NH2)2 в соотношении мочевина: Мо=5÷7:1 и перемешивают до образования геля (примерно 15-20 минут). Затем гелеобразную массу загружают в печь, нагревают в вакууме со скоростью не более 5°С/мин до температуры 430-450°С, после чего нагрев продолжают в атмосфере азота с произвольной скоростью до температуры 550-600°С и выдерживают при этой температуре в течение 2,5-3 часов. Полученный продукт охлаждают до комнатной температуры. Аттестацию полученного продукта проводят с помощью рентгенофазового анализа (РФА) и просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). По данным РФА полученный порошок серого цвета является карбид молибдена состава α-Мо2С кубической сингонии. Согласно просвечивающей электронной микроскопии частицы карбида молибдена имеют морфологию наночастиц диаметром 5-10 нм. Размер частиц, вычисленный по данным рентгеновского анализа с использованием уравнения Шеррера, не превышает 10 нм.
Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Берут 1 г пентахлорида молибдена MoCl5, растворяют в 1 мл этанола при соотношении MoCl5: этанол =1:1. Добавляют 1,10 г мочевины (соотношение MoCl5: мочевина =1:5), выдерживают в течение 20 минут до полного ее растворения и образования гелеобразной массы. Затем гелеобразную массу загружают в печь, нагревают в вакууме со скоростью 5°С/мин до температуры 430°С, после чего нагрев продолжают в атмосфере азота с произвольной скоростью до температуры 550°С и выдерживают при этой температуре в течение 2,5 часов. Полученный продукт охлаждают до комнатной температуры. По данным РФА и ПЭМ полученный продукт имеет состав α-Мо2С кубической сингонии с параметром кристаллической решетки а=4,225Å и состоит из наночастиц диаметром 5-10 нм. На фиг.1 представлена рентгенограмма α-Мо2С. На фиг.2 приведено изображение наночастиц карбида молибдена, полученное на просвечивающем электронном микроскопе высокого разрешения.
Пример 2. Берут 1 г пентахлорида молибдена MoCl5, растворяют в 3 мл этанола при соотношении MoCl5: этанол =1:3. Добавляют 1,54 г мочевины (соотношение MoCl5: мочевина =1:7), выдерживают в течение 20 минут до полного ее растворения и образования гелеобразной массы. Затем гелеобразную массу загружают в печь, нагревают в вакууме со скоростью 5°С/мин до температуры 450°С, после чего нагрев продолжают в атмосфере азота с произвольной скоростью до температуры 600°С и выдерживают при этой температуре в течение 3 часов. Полученный продукт охлаждают до комнатной температуры. По данным РФА и ПЭМ полученный продукт имеет состав α-Мо2С кубической сингонии с параметром кристаллической решетки а=4,225Å и состоит из наночастиц диаметром 5-10 нм.
Таким образом, авторами предлагается способ получения наночастиц карбида молибдена, обеспечивающий снижение температуры процесса и повышение качества конечного продукта за счет уменьшения гранулометрического состава.
Claims (1)
- Способ получения наночастиц карбида молибдена, включающий растворение пентахлорида молибдена в этаноле, добавление в раствор мочевины и последующий отжиг, отличающийся тем, что пентахлорид молибдена и этанол берут в соотношении, равном 1:(1÷3) соответственно, а отжиг ведут в две стадии: со скоростью не более 5°C/мин до температуры 430-450°C в вакууме, затем до температуры 550-600°C в атмосфере азота с последующей выдержкой при этой температуре в течение 2,5-3 ч.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140361/05A RU2489351C2 (ru) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | Способ получения наночастиц карбида молибдена |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140361/05A RU2489351C2 (ru) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | Способ получения наночастиц карбида молибдена |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011140361A RU2011140361A (ru) | 2013-04-10 |
RU2489351C2 true RU2489351C2 (ru) | 2013-08-10 |
Family
ID=49151718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011140361/05A RU2489351C2 (ru) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | Способ получения наночастиц карбида молибдена |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2489351C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2748929C1 (ru) * | 2020-11-11 | 2021-06-01 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» | Способ получения нанокристаллического кубического карбида молибдена |
RU2806950C1 (ru) * | 2023-02-22 | 2023-11-08 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) | Низкотемпературный карботермический синтез массивного карбида димолибдена |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105742608B (zh) * | 2016-04-19 | 2018-07-17 | 陕西科技大学 | 一种Mo2C/CNTs纳米片电极材料及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1777311C (ru) * | 1988-07-12 | 1994-10-15 | Институт структурной макрокинетики РАН | Способ получения карбида молибдена |
US6207609B1 (en) * | 1999-09-30 | 2001-03-27 | N.V. Union Miniere S.A. | Method of forming molybdenum carbide catalyst |
WO2002020403A1 (de) * | 2000-09-06 | 2002-03-14 | H.C. Starck Gmbh | Ultragrobes, einkristallines wolframkarbid und verfahren zu dessen herstellung; und daraus hergestelltes hartmetall |
US20040067190A1 (en) * | 2001-11-07 | 2004-04-08 | Khan Mohammed H. | Molybdenum carbide |
CN101367521A (zh) * | 2008-10-13 | 2009-02-18 | 复旦大学 | 多孔碳化钼纳米线的合成方法 |
-
2011
- 2011-10-04 RU RU2011140361/05A patent/RU2489351C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1777311C (ru) * | 1988-07-12 | 1994-10-15 | Институт структурной макрокинетики РАН | Способ получения карбида молибдена |
US6207609B1 (en) * | 1999-09-30 | 2001-03-27 | N.V. Union Miniere S.A. | Method of forming molybdenum carbide catalyst |
WO2002020403A1 (de) * | 2000-09-06 | 2002-03-14 | H.C. Starck Gmbh | Ultragrobes, einkristallines wolframkarbid und verfahren zu dessen herstellung; und daraus hergestelltes hartmetall |
US20040067190A1 (en) * | 2001-11-07 | 2004-04-08 | Khan Mohammed H. | Molybdenum carbide |
CN101367521A (zh) * | 2008-10-13 | 2009-02-18 | 复旦大学 | 多孔碳化钼纳米线的合成方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
GIORDANO С. et al., Synthesis of Mo and W carbide and nitride nanoparticles via a simple urea glass route, Nano Lett, 2008, v.8, p.4659-4663. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2748929C1 (ru) * | 2020-11-11 | 2021-06-01 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» | Способ получения нанокристаллического кубического карбида молибдена |
RU2806950C1 (ru) * | 2023-02-22 | 2023-11-08 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) | Низкотемпературный карботермический синтез массивного карбида димолибдена |
RU2811044C1 (ru) * | 2023-05-23 | 2024-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Способ получения порошка карбида молибдена |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011140361A (ru) | 2013-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mukherjee et al. | Green synthesis of highly stabilized nanocrystalline silver particles by a non-pathogenic and agriculturally important fungus T. asperellum | |
Shi et al. | Obtaining ultra-long copper nanowires via a hydrothermal process | |
Lu et al. | Preparation of MoO 3 QDs through combining intercalation and thermal exfoliation | |
CN109332681B (zh) | 碳包覆的铁-碳化三铁磁性纳米颗粒的制备方法 | |
Mangolini et al. | High efficiency photoluminescence from silicon nanocrystals prepared by plasma synthesis and organic surface passivation | |
CN108339562B (zh) | 一种铁离子掺杂的氮化碳纳米管的制备方法及所得产品 | |
Bi et al. | Facile fabrication of wurtzite ZnS hollow nanospheres using polystyrene spheres as templates | |
Li et al. | One-pot self-assembly of flower-like Cu 2 S structures with near-infrared photoluminescent properties | |
RU2489351C2 (ru) | Способ получения наночастиц карбида молибдена | |
RU2552454C2 (ru) | СПОСОБ СИНТЕЗА МЕТАЛЛОУГЛЕРОДНОГО НАНОКОМПОЗИТА FeCo/C | |
Ndwandwe et al. | Synthesis of carbon nanospheres from Vanadium β-Diketonate catalyst | |
JP2011184725A (ja) | 水熱還元プロセスによるコバルトナノ粒子の合成法 | |
Zhao et al. | Preparation of dentritic PbS nanostructures by ultrasonic method | |
Liu et al. | Ionic liquid-assisted complex-solvothermal synthesis of ZnSe hollow microspheres | |
CN112246264A (zh) | 一种碳化钼金属钼碳化硅三元复合材料、及其制备方法以及在光催化产氢上的作用 | |
D’Amato et al. | Preparation of luminescent Si nanoparticles by tailoring the size, crystallinity and surface composition | |
Han et al. | Phase transfer-based synthesis of HgS nanocrystals | |
Tian et al. | Fabrication and growth mechanism of carbon nanospheres by chemical vapor deposition | |
Wang et al. | Synthesis of monodisperse and high-purity α-Si3N4 powder by carbothermal reduction and nitridation | |
Omidi et al. | Evaluation of processing parameters effects on the formation of Si3N4 wires synthesized by means of ball milling and nitridation route | |
JP7429408B2 (ja) | 酸化ガリウムの製造方法 | |
Huang et al. | Surfactant-assisted synthesis and luminescent properties of Gd2O3: Eu3+ core–shell microspheres | |
Purkayastha et al. | Surfactant controlled low-temperature thermal decomposition route to zinc oxide nanorods from zinc (II) acetylacetonate monohydrate | |
Omidi et al. | Synthesis and characterization of Si3N4 wires from binary carbonaceous silica aerogels | |
Ye et al. | Fabrication of hollow ZnO hexahedral nanocrystals grown on Si (100) substrate by a facile route |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151005 |