一种在2D针刺碳毡上制备碳化铪纳米线的方法

摘要

本发明涉及一种在2D针刺碳毡上制备碳化铪纳米线的方法，采用催化剂辅助聚合物先驱体转化技术在2D针刺碳毡上制备HfC纳米线的方法，利用该方法可以简单高效地合成出HfC纳米线。该方法选用HfC聚合物先驱体PHC为反应原料,硝酸镍为催化剂，高纯氩气为保护气氛，氢气为还原气体。通过调整热处理的工艺参数，在2D针刺碳毡上一次性制备出HfC纳米线。本发明的有益效果是：合成工艺简单、成本低、制备周期短，不需要预先合成工艺(制备碳纳米管等)；HfC纳米线在常压下制得，对设备的要求低；并且可通过调节热处理参数有效控制合成的HfC的形貌和纯度。这些优点使该方法具有发展成大规模工业生产的潜力。

主权项

一种在2D针刺碳毡上制备碳化铪纳米线的方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将HfC前驱体PHC和金属催化剂硝酸镍混合，倒入丙酮使其稀释成含催化剂的HfC前驱体溶液，在室温为15～30℃条件下搅拌混合，配制成均匀的混合溶液；所述HfC前驱体PHC和金属催化剂硝酸镍的质量分数比为99:1～90:10；步骤2：将清洗干净的2D针刺碳纤维毡放入混合溶液中浸泡30～40min，然后取出干燥烘干；步骤3：将步骤2处理过的2D针刺碳纤维毡置于刚玉坩埚中并推入管式炉中，将管式炉抽真空度达到‑0.09MPa，静置10～30分钟，通Ar气至常压，H₂为还原气体，此过程重复多次；所述Ar气的气体流量为50～100ml/min；步骤4：以3～5℃/min的升温速度将炉温升至200～300℃，使前驱体聚合物在该温度下充分交联固化2～4h；再以3～5℃/min的升温速度升温至400～500℃，保温1.5～3.5h，在最后的0.5h通入H₂，将硝酸镍还原为单质镍；之后再以5～10℃/min的升温速度将炉温升至1500～1600℃，保温时间为2～4h，保温完成后关闭加热电源自然降温，在碳纤维毡的表面得到一层浅黑色的HfC纳米线。