CO–15CO_(2)混合气体还原碳化MoO_(2)制备Mo_(2)C的动力学机理分析

摘要

对CO–15%CO_(2)混合气体还原碳化MoO_(2)制备Mo_(2)C的反应机理及其动力学展开研究并采用热力学软件FactSage 7.3、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)、比表面积测试(BET)和模型拟合等手段和方法对实验数据进行分析.结果表明:变温实验中,升温速率越快,MoO_(2)的开始反应温度和完全还原温度越高;恒温实验中,温度越高,MoO_(2)的还原碳化速率越快;反应前后物相组成表明MoO_(2)是经一步反应直接生成Mo_(2)C,没有中间产物金属Mo的生成,并且还发现所得Mo_(2)C基本与MoO_(2)具有一致的片状形貌,但是由于气体的进入与逸出、产物摩尔体积的缩小以及沉积碳的减少,Mo_(2)C颗粒表面会产生微孔和裂纹导致比表面积增长近20倍;动力学分析结果表明该还原碳化过程由形核长大与界面化学反应共同控制,其中形核长大过程占比68.9%,表观活化能为80.651 kJ·mol^(–1);界面化学反应占比31.1%,表观活化能为121.002 kJ·mol^(–1).