一种超长碳化硅纳米线的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107445167A(43)申请公布日2017.12.08(21)申请号201710585573.9(22)申请日2017.07.18(71)申请人合肥国轩高科动力能源有限公司地址230011安徽省合肥市新站区岱河路599号(72)发明人王辉齐美洲杨立铭(74)专利代理机构合肥天明专利事务所(普通合伙)34115代理人金凯(51)Int.Cl.C01B32/963(2017.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种超长碳化硅纳米线的制备方法(57)摘要本发明公开一种超长碳化硅纳米线的制备方法，其包括以下步骤：将氧化亚硅和有机碳按照1:2-2:1的重量比分散在无水乙醇中，蒸发无水乙醇并干燥后，将还原铁粉与氧化亚硅按1:5-20的重量比混合均匀，放在瓷舟中并置于通入氩气气氛的管式炉中，在1000-1400℃温度下烧结1-4h，最后在氢氟酸中浸泡2h，洗涤、离心并干燥，得到碳化硅纳米线。本发明利用SiO作为反应物和模板，以提供碳源的系列材料为还原剂和结构支撑物，以铁作为催化剂，与铁共还原法制备碳化硅纳米线，其制备工艺简单，操作方便，原料天然易得，成本低，制备得到的碳化硅纳米线长度长、环境友好且产率高。CN107445167ACN107445167A权利要求书1/1页1.一种超长碳化硅纳米线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将氧化亚硅加入无水乙醇中分散0.5h；（2）按照一定比例将有机碳加入到步骤（1）溶液中分散0.5h，在80-100℃温度下加热蒸发无水乙醇，整个过程保持搅拌状态，烘箱中干燥；（3）向干燥后的材料中加入一定比例的还原铁粉作为催化剂并混合均匀，将混合粉体放在瓷舟并置于通入氩气气氛的管式炉中，一定温度下烧结一定时间，冷却至室温；（4）将烧结产物浸入氢氟酸中浸泡2h，洗涤、离心并干燥，得到超长碳化硅纳米线。2.根据权利要求1所述的一种超长碳化硅纳米线的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）的分散方式为机械搅拌、磁力搅拌、超声分散中的一种。3.根据权利要求1所述的一种超长碳化硅纳米线的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）的有机碳与氧化亚硅的重量比为1:2-2:1。4.根据权利要求1所述的一种超长碳化硅纳米线的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）的有机碳为沥青、葡萄糖、淀粉、酚醛树脂、柠檬酸、羧甲基壳聚糖、羧甲基纤维素钠、聚乙烯中的一种。5.根据权利要求1所述的一种超长碳化硅纳米线的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）的铁粉与氧化亚硅的重量比为1:5-1:20。6.根据权利要求1所述的一种超长碳化硅纳米线的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）的烧结温度为1000-1400℃，升温速度为5℃/min，烧结时间为1-4h。7.根据权利要求1所述的一种超长碳化硅纳米线的制备方法，其特征在于，步骤（3）中在瓷舟四壁和粉体表面获得超长碳化硅纳米线。2CN107445167A说明书1/4页一种超长碳化硅纳米线的制备方法技术领域[0001]本发明涉及纳米材料技术领域，具体是一种超长碳化硅纳米线的制备方法。背景技术[0002]一维纳米材料因其独特的形貌和优异的性能在纳米电子器件、光子器件、高性能复合材料等领域具有非常诱人的应用前景，然而目前一维纳米材料在制备、性能开发、应用等方面还处于基础研究阶段，技术的发展和应用的需求对一维纳米材料的制备、性能、应用提出了新的要求。SiC具有强度高、抗氧化、耐腐蚀、导热性好及热膨胀系数低等特性，可应用在机械、电子、化工、能源、航空航天及环保等众多领域。与宏观尺度的SiC相比，纳米SiC还具有室温条件下光致发光的性能，是优良的场发射阴极材料；此外，纳米SiC具有储氢、光催化和吸收雷达波等性能，在储能、光催化和隐身材料等领域也具有非常广阔的应用前景。[0003]虽然超长SiC纳米线的应用前景广泛，但其制备难度较大，BElyassi等(BElyassi,TWKim,MSahimi,TTTsotsis-MaterialsChemistryandPhysics,2009-Elsevier)以氧化铝为模板，通过有机硅烷的高温热解制备了SiC纳米线，但是工艺方法较为复杂。LLin等(LLin-Nanoscale,2011-pubs.rsc.org)以SiO(或Si和SiO2)为硅源，以CH4为碳源，通过CVD法制备了SiC纳米线，但是实验条件过于复杂，成本较高，同时CH4易燃，危险性较高。发明内容[0004]本发明的目的在于解决上述SiC纳米线制备过程中工艺复杂，危险性较大，对原料、设备要求高的问题，提供一种超长碳化硅纳米线的制备方法。[0005]