一种SiC泡沫及其制备方法.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CN108101542A(43)申请公布日2018.06.01(21)申请号201711283318.5(22)申请日2017.12.07(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人李斌斌袁小森廖家豪陈照峰毛帮笑黄海泉(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.C04B35/565(2006.01)C04B38/06(2006.01)C04B35/80(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种SiC泡沫及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种SiC泡沫及其制备方法。将去灰分的活性炭与SiC微粉、PCS粉末、催化剂混合研磨，溶解于溶剂中，制备浆料；将浆料烘干后研磨均匀放置于模具中，制备SiC泡沫胚体；将胚体放入真空管式炉中在惰性气体保护下升温至1400-1500℃，保温4-5h，随炉冷却至500℃-600℃；通入氧气，氧化去除活性炭，冷却至室温得到SiC纳米线和SiC微粉组成的SiC泡沫。本发明通过在纳米级SiC微粉之间原位生长SiC纳米线，SiC纳米线将SiC微粉缠绕，串联一起，形成了SiC泡沫，提高了SiC泡沫的强度和孔隙率，推动了SiC纳米线及SiC泡沫的广泛应用前景。CN108101542ACN108101542A权利要求书1/1页1.一种SiC泡沫，其特征在于，所述SiC泡沫由SiC纳米线与SiC微粉组成；所述SiC纳米线通过原位生长将SiC微粉包裹，串联在一起，形成多孔的SiC泡沫；所述SiC纳米线的平均直径为30-100nm，平均长度为1-10mm；所述SiC微粉的平均粒径为40nm。2.一种SiC泡沫的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）将活性炭灰分处理后备用；（2）将步骤（1）中活性炭与聚碳硅烷、SiC微粉以质量比5:(2-4):(2-4)混合，研磨成均匀粉末；将所得粉末以比例5g:(5-10)mL溶解于溶剂中，震荡搅拌制备成均匀浆料；将浆料放置于模具中烘干备用；（3）将步骤（2）中烘干的浆料及模具放置于管式炉中，在惰性气体保护下以4-5℃/min的速率升温至1400-1500℃，保温3-4h，随炉冷却至500-600℃保温；（4）向步骤（3）管式炉中通入氧气，氧化去除活性炭，随炉冷却至室温得到SiC泡沫。3.根据权利要求2所述一种SiC泡沫的制备方法，其特征在于，步骤（1）活性炭灰分处理方法为：将活性炭通过蒸馏水煮沸2-3h；取出放入1%HF中循环酸洗5-7h；取出后在蒸馏水中煮沸2-4h，80-100℃烘干。4.根据权利要求2或3所述一种SiC泡沫的制备方法，其特征在于，步骤（2）中溶剂选自正庚烷，正己烷或石油醚。5.根据权利要求2或3所述一种SiC泡沫的制备方法，其特征在于，步骤（2）2中浆料磨具可以是方形、球形、长方形或菱形。6.根据权利要求2或3所述一种SiC泡沫的制备方法，其特征在于，步骤（2）中浆料烘干温度为80-100℃。7.根据权利要求2所述一种SiC泡沫的制备方法，其特征在于，步骤（3）中惰性气体可以是氮气或氩气。8.根据权利要求2或3所述一种SiC泡沫的制备方法，其特征在于，步骤（4）中氧化时间为0.1-1h，通入氧气速度为30sccm。2CN108101542A说明书1/4页一种SiC泡沫及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种泡沫及其制备方法，特别涉及一种SiC泡沫及其制备方法。背景技术[0002]由SiC纳米线和SiC微粉组成的SiC泡沫具有高气孔率，连通的纳米孔，保留了一维纳米材料和纳米颗粒材料特殊的电学、光学和力学性能。在分离、超滤、光电子工业、复合材料等领域有广阔的应用前景。[0003]文献Li,GY.;Ma,J.;Peng,G,etal.Room-temperaturehumidity-sensingperformanceofSiCnanopaper[J].AcsAppliedMaterials&Interfaces,2014,6(24):22673-22679.采用丙酮压缩的方法制备了可用于感应湿度变化的SiC纳米纸，他们的研究表明了SiC纳米线材料在电学领域等方面的应用潜力，但这种制备碳化硅纳米线纸的方法为两步法，采用该方法制备纳米材料是将纳米线配制成悬浮液进行抽滤或者将大量纳米线使用外力压制而成。中国专利CN106185946A，2016.以甲基三甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷为原料，硝酸作为交联剂和催化剂，通过在1320-1500℃石磨基体上生长及剥离制备了碳化硅纳米纸，此种方法剥离较为困难，得到的仅为二维方向的纸张材料，仍没有得到三维方向上的结构，限制了SiC纳米线材料