B-C化合物的合成及表征.pdf

1、硼碳體系是一個龐大的體系，包括多種化合物。富B的B-C化合物具有高硬度，低密度，良好的抗氧化性、耐腐蝕性能，優(yōu)良的熱電性能及良好的中子吸收能力，已經(jīng)應用于多個領域；而富C的B-C化合物具有半導體或?qū)w性質(zhì)，抗氧化、儲氫性能，在理論研究上也有一些成果，但對其研究相對較少。本文在概述了B-C化合物的理論和實驗研究的基礎上，以硼酸和蔗糖作為反應起始物制備出前驅(qū)體，在熱解過程中加入不同的催化劑，在真空環(huán)境下合成了B-C化合物。采用X射線衍射(X

2、RD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線能譜(EDS)和紅外光譜(FTIR)對所得產(chǎn)物的相組成、微觀形貌、化學成分和價鍵結構進行表征，探討了工藝參數(shù)對產(chǎn)物的影響，并對合成的B-C化合物的熱性能和電性能做了研究。
　　 使用氧化鎂為催化劑，前驅(qū)體在熱解溫度為500℃～1200℃，熱解時間為30min～120min的條件下，合成了亂層石墨結構的BC5化合物，所得產(chǎn)物為無規(guī)則塊狀，大小為30μm-170μm。紅外分析表明產(chǎn)物中含有B-

3、C鍵，C=C鍵。提高熱解溫度和延長熱解時間都有利于產(chǎn)物晶化程度的提高。在氮氣環(huán)境下，所得產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性較好，且其熱穩(wěn)定性隨著晶化程度的提高而變好；在大氣環(huán)境下，所得產(chǎn)物具有較好的抗氧化性。
　　 使用鐵為催化劑，前驅(qū)體在熱解溫度為500℃-1000℃，熱解時間為15min～60min的條件下，合成了亂層石墨結構的BC5化合物，所得產(chǎn)物為無規(guī)則塊狀，大小在30μm～170μm之間。紅外分析表明產(chǎn)物中含有B-C鍵，C=C鍵。欲得到晶

4、體產(chǎn)物需進一步提高熱解溫度和延長熱解時間。在氮氣環(huán)境下，所得產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性較好。
　　 使用鐵鎳合金為催化劑，前驅(qū)體在800℃、1000℃熱解合成了亂層石墨結構BC5化合物；在1200℃熱解30min合成了六方結構的BC5晶體，晶格參數(shù)為α=0.2427nm，c=0.6803nm；1200℃熱解60min合成了結晶度較高的六方結構BC5晶體，晶格參數(shù)為α=0.2432nm，c=0.6794nm，晶體表面呈層狀結構，大小為1μm～