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在调研碳化物和氮化物的制备中发现碳化物和氮化物传统合成温度较高,本论文探索在温和的条件下合成了金属碳化物和氮化物纳米材料,并初步研究了材料的相关性能。其主要工作内容概括如下：1.金属氧化物作为金属源用来制备金属碳化物具有着原料便宜,操作简单,我们选择了不同的碳源(碳化钙和废弃的聚四氟乙烯)作为碳源,在金属还原剂的辅助下合成了一系列的过渡金属碳化物。600℃下在不锈钢反应釜内采用过渡金属氧化物(二氧化钛,五氧化二钒,三氧化钼)为金属源,碳化钙作为碳源与金属镁粉合成出一系列过渡金属碳化物(碳化钛,碳化钒,碳化钼)纳米晶。另外,利用金属钠作为还原剂,与废弃的聚四氟乙烯和过渡金属氧化物(二氧化钛,五氧化二铌,五氧化二钒,三氧化钼)在不锈钢反应釜内制备得到一系列过渡金属碳化物(碳化钛,碳化铌,碳化钒,碳化钼)纳米晶。这种方法提供了一种将废弃的聚四氟乙烯转化成有利用价值的过渡金属碳化物有效的途径。相关研究成果发表在International Journal of Refractory Metals and Hard Materials和Materials Chemistry and Physics。2.在400-550℃利用氧化镓作为镓源,氨基钠作为氮源与金属镁粉在不锈钢高温反应釜内反应制备出氮化镓纳米晶。X射线粉末衍射显示制备得到的样品是六方相氮化镓,与数据库内的标准卡片(JCPDS card No.76-0703)基本一致。另外,从产物的X射线衍射花样和透射电镜照片中发现,随着反应温度升高,产物的结晶性越来越好,产物的尺寸越来越大。我们对氮化镓进行了热重分析,测试结果表明实验中制备的氮化镓在空气气流中750℃以上才开始被氧化,在氮气气氛下,1000℃以下没有明显的质量变化,这说明了产物氮化镓有着较好的抗氧化性和热稳定性。3.选择不同的还原剂(镁或铝),五氧化二铌与叠氮化钠在不锈钢反应釜内可以选择性制备了立方相的氮化铌(NbN)和六方相的氮化铌钠(NaNbN2)。400-700℃下,在不锈钢高温反应釜内利用五氧化二铌作为铌源,叠氮化钠作为氮源与不同的金属还原剂(镁粉或者铝粉)反应制备立方相氮化铌和六方相氮化铌钠。在实验中,如果加入的金属还原剂为镁粉时,制备得到的产物是立方相的氮化铌。如果加入的金属还原剂为铝粉时,制备得到的产物是六方相的氮化铌钠。从制备得到的样品的电阻率随温度变化的曲线中得知,氮化铌是一个超导体,超导转变温度为17K,而制备得到的氮化铌钠则是一个半导体材料。相关工作发表在Journal of Nanoscience and Nanotechnology。4.利用三氧化钼,叠氮化钠与镁粉之间的固相反应可以制备出网状结构的氮化钼镁(MgMoN2),卖验中发现通过调整镁粉的用量,相同的固相反应可以制备出立方相的氮化钼。700℃下利用三氧化钼,金属镁粉与叠氮化钠在不锈钢的高温反应釜内反应10个小时,制备一种新型三元层状氮化物(MgMoN2)。我们通过GSAS软件采用Rietveld精修方法对氮化钼镁(MgMoN2)的粉末X射线衍射数据进行拟合分析,证实了MgMoN2晶体结构属于P63/mmc空间群。扫描电镜照片显示制备得到的氮化钼镁是一种网状材料,尺寸在几个微米到上百个微米,平均孔径1微米,厚度为500纳米。在反应体系中,反应过程中生成的氧化镁颗粒充当了生成网状氮化钼镁的模板,反应过程生成中间态氮化钼镁经定向聚集形成氮化钼镁微网结构。当使用其它钼源的时候钼酸铵((NH4)6Mo7O24·4H2O)或钼酸钠(Na2Mo04·4H20)代替三氧化钼(MoO3)时,可以得到不同孔径大小的氮化钼镁网状结构提供了一种普适的制备氮化钼镁微网材料的方法。这种二维多孔材料兼具了多孔结构和片状结构的优点在诸多方面比如催化剂载体、过滤和化学过滤有关广泛的应用。在上述反应体系中,如果减少原料镁粉的用量时,得到的产物是立方相的氮化钼颗粒。相关工作发表在Journal of Materials Chemistry。