卧式箱式炉通过利用含有残余空气的静态环境来实现气氛控制。 该方法不进行初始氮气吹扫以创造惰性环境，而是利用直接煅烧过程中腔体内自然存在的空气。这创造了一个特定的热力学环境，允许空气中的氧气与样品发生部分、受控的反应。
通过允许残余空气与样品相互作用，炉子驱动氮化钛（TiN）选择性转化为氮氧化钛（TiON）。这种受控氧化对于调整催化剂的光吸收范围和调谐其表面化学性质至关重要。
选择性转化的机制
利用残余空气
在许多合成协议中，去除氧气是首要任务。然而，对于Ni-TiON催化剂，卧式箱式炉被专门使用，因为它保留了残余空气。
通过跳过初始氮气吹扫，炉子确保了计算量的氧气可用。这使得腔体从纯惰性容器转变为反应性环境。
热力学环境
这种残余空气的存在在加热过程中创造了一个独特的热力学条件。
这种环境决定了样品反应的程度。它阻止了完全氧化，同时提供了足够的氧气来改变载体材料的晶格。
对催化剂性能的影响
结构转变
这种气氛控制的主要目标是改变TiN载体。
残余氧气与氮化钛反应生成氮氧化钛（TiON）结构。这不是涂层，而是载体材料本身的根本化学转化。
功能优化
这种结构变化对性能有直接影响。
通过控制TiON的形成，您可以调节最终催化剂的光吸收范围。此外，这种特定的气氛可以调谐表面化学性质，这对于催化剂的反应活性和与其他反应物的相互作用至关重要。
理解权衡
精度与聚集
虽然主要参考资料强调了箱式炉中残余空气的好处，但气氛控制的一般原理（如管式炉应用中所述）表明均匀性至关重要。
如果气氛分布不均或氧分压变化，则可能导致化学转化不一致。在更广泛的合成环境中，不良的气氛控制可能导致金属相的不良聚集，从而降低催化剂的分散性和稳定性。
过度氧化的风险
箱式炉方法依赖于精细的平衡。
使用残余空气对于形成氮氧化物是有效的，但它缺乏吹扫系统的主动流量控制。如果氧含量相对于样品尺寸过高，则存在将载体完全氧化的风险（完全失去氮化物特性），而不是实现所需的TiON混合结构。
为您的目标做出正确选择
要选择正确的合成路径，请评估您的载体材料所需的特定化学转化。
- 如果您的主要重点是从TiN合成TiON： 使用不带氮气吹扫的卧式箱式炉，利用残余空气进行可控的部分氧化。
- 如果您的主要重点是防止金属聚集： 确保您的炉子设置保证均匀的热量和气氛分布，因为不均匀的条件会破坏纳米颗粒分散体的稳定性。
掌握气氛不仅仅是排除空气，而是将其作为精确的试剂来设计催化剂的原子结构。
总结表：
| 特征 | 在Ni-TiON合成中的作用 | 对催化剂的影响 |
|---|---|---|
| 气氛来源 | 残余空气（静态环境） | 实现TiN的部分氧化为TiON |
| 吹扫策略 | 无初始氮气吹扫 | 保留特定氧含量以进行反应 |
| 热力学 | 在静态空气中受控加热 | 决定晶格改性的程度 |
| 结构目标 | 选择性化学转化 | 优化光吸收和表面化学性质 |
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