本發(fā)明屬于無機粉體制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硼化鎳(Ni₃B)粉體的制備方法，特別涉及一種具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的Ni₃B粉體的制備方法。

背景技術(shù)：

Ni-B由于機械硬度高，耐腐蝕性強和具有良好的電磁和催化特性，在超硬防腐涂層，電子功能材料和催化領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。目前，Ni-B粉體的制備方法主要有兩種：濕化學(xué)法和單質(zhì)直接反應(yīng)法。濕化學(xué)法一般采用硼氫化物還原含鎳前驅(qū)體，所得Ni-B粉體為非晶態(tài)，尺寸為納米級，是一種應(yīng)用較廣的非貴金屬氫電極催化劑。單質(zhì)直接反應(yīng)法所制備的Ni-B粉體為結(jié)晶態(tài)，可通過機械化學(xué)法或自蔓延燃燒法來實施。機械化學(xué)法所制備的Ni-B粉體粒徑小，但結(jié)晶性較差，且在球磨過程中會引入一些雜質(zhì)。而自蔓延燃燒法所制備的Ni-B粉體晶粒尺寸較大，分布不均勻，反應(yīng)過程難以控制，易出現(xiàn)反應(yīng)不完全等問題。此外，由于Ni-B體系含有NiB₁₂，NiB，Ni₂B，Ni₃B，Ni₄B₃等多種結(jié)晶相，由上述方法合成的結(jié)晶Ni-B粉體多為復(fù)合相。

催化劑在使用時一般都負載在具有多孔或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的載體上，催化劑和載體需要具有良好的化學(xué)相容性。顯然，結(jié)晶Ni-B是非晶Ni-B催化劑化學(xué)相容性最好的載體，并且使用結(jié)晶Ni-B粉體作為催化劑載體比其他載體在耐腐蝕性上更具有優(yōu)勢。但是，具有多孔或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的結(jié)晶Ni-B粉體目前還未見有報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的結(jié)晶Ni₃B粉體的制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

本發(fā)明提供了一種具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硼化鎳粉體，該粉體為結(jié)晶態(tài)Ni₃B，具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)線平均直徑為20nm。

本發(fā)明同時提供了上述具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硼化鎳粉體的制備方法，具體包括如下步驟：

(1)將微米級金屬鎳粉、無定形硼粉和堿金屬氯化物粉體混合；

所述微米級金屬鎳粉和無定形硼粉的摩爾比為3～5：1；所述堿金屬氯化物為氯化鈉、氯化鉀中的一種或兩種，其質(zhì)量為微米級金屬鎳粉和無定形硼粉質(zhì)量的5～15倍；

(2)將步驟(1)得到的混合粉體放入剛玉坩堝中，在氬氣氣體保護下熱處理后自然冷卻；

所述熱處理溫度為1000℃以上，熱處理時間為0.5～2h；

(3)將步驟(2)所得產(chǎn)物放入1.0～4.0mol/L的鹽酸中浸泡2-8h，過濾，清洗，干燥即得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硼化鎳粉體。

優(yōu)選的，所述堿金屬氯化物為氯化鈉和氯化鉀的混合物，其摩爾比為1：1。

本發(fā)明的制備過程具有如下特點：本發(fā)明在金屬鎳和無定形硼粉的固相反應(yīng)過程中引入了堿金屬氯化物。堿金屬氯化物在Ni₃B粉體的制備中具有以下三個作用：(1)作為阻隔劑，抑制金屬鎳和無定形硼粉之間的劇烈反應(yīng)，使反應(yīng)速率可控；(2)堿金屬氯化物在658～801℃熔融，為反應(yīng)提供一個液相環(huán)境，加速固相物質(zhì)的擴散，使反應(yīng)產(chǎn)物中無其它結(jié)晶相雜質(zhì)(如NiB，Ni₂B，Ni₄B₃等)；(3)Ni₃B晶粒在液相環(huán)境中發(fā)生晶粒生長，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明所得到的Ni₃B粉體為結(jié)晶態(tài)，并具有網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)，既可以作為催化劑載體材料，又是一種具有潛力的無機功能材料。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1制得的Ni₃B粉體的X射線衍射(XRD)圖譜。

圖2為本發(fā)明實施例1制得的Ni₃B粉體的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。

具體實施方式

為了進一步了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合附圖和實施例詳述本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于下述實施例。

實施例1

將微米級金屬鎳粉和無定形硼粉(摩爾比為3:1)與10倍質(zhì)量的氯化鈉/氯化鉀(摩爾比為1：1)粉體混合均勻后放入剛玉坩堝中，在氬氣保護下加熱至1000℃，保溫1h后自然冷卻，然后將產(chǎn)物放入1.0mol/L的鹽酸中浸泡2h，過濾，分別用水和乙醇清洗多次，干燥即得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的Ni₃B粉體。

圖1為本實施例所制備Ni₃B粉體的XRD圖譜，可以看出，本實施例所制備的粉體為結(jié)晶Ni₃B，無其它雜質(zhì)相。圖2為本實施例所制備Ni₃B粉體的SEM照片，可以看出，該粉體具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)線直徑約為20nm。

實施例2

將微米級金屬鎳粉和無定形硼粉(摩爾比為4:1)與5倍質(zhì)量的氯化鈉粉體混合均勻后放入剛玉坩堝中，在氬氣保護下加熱至1100℃，保溫1h后自然冷卻，然后將產(chǎn)物放入2.0mol/L的鹽酸中浸泡4h，過濾，分別用水和乙醇清洗多次，干燥即得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的Ni₃B粉體。

實施例3

將微米級金屬鎳粉和無定形硼粉(摩爾比為4.5:1)與5倍質(zhì)量的氯化鈉粉體混合均勻后放入剛玉坩堝中，在氬氣保護下加熱至1100℃，保溫1h后自然冷卻，然后將產(chǎn)物放入3.0mol/L的鹽酸中浸泡5h，過濾，分別用水和乙醇清洗多次，干燥即得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的Ni₃B粉體。

實施例4

將微米級金屬鎳粉和無定形硼粉(摩爾比為5:1)與10倍質(zhì)量的氯化鉀粉體混合均勻后放入剛玉坩堝中，在氬氣保護下加熱至1000℃，保溫1h后自然冷卻，然后將產(chǎn)物放入4.0mol/L的鹽酸中浸泡8h，過濾，分別用水和乙醇清洗多次，干燥即得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的Ni₃B粉體。