[发明专利]一种碳化硅纳米线的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳化硅纳米线的制备方法，先以稻壳为原料，用去离子水洗涤除去杂质，在105℃下干燥10h；然后放入粉碎机中粉碎成粉末过筛，用粉末压片机压制成圆形试片，用泡沫镍包裹起来作为工作电极，以光谱纯的石墨棒作为对电极；再以无水CaCl2和NaCl的混合盐为电解质，置于石墨坩埚中；再将上述电极和石墨坩埚置于耐高温材质的反应器中，并向反应器中通入惰性气体，通电加热熔盐至工作温度；最后将工作电极和对电极与恒电位仪的控制端连接，采用不同的槽压对稻壳试片进行电解一定时间，从而制备得到碳化硅纳米线。本制备方法具有反应温度低，反应时间短的特点，并且制备工艺简单，适合放大生产，具有显著的经济和环境效益。

技术领域

本发明属于碳化硅材料制备技术领域，具体涉及一种基于稻壳的低温熔盐电解制备碳化硅纳米线的方法。

背景技术

碳化硅纳米线不仅具有其本体所固有的轻质、耐高温、抗氧化、耐腐蚀、耐辐照等性能，同时还具有其大尺寸材料所不具备的性质如优异的力学性能（高弹性和强度、高弹性模量）、光学性能（室温下的光致发光、光催化储氢）。

这些特性使得碳化硅纳米线在储能、光催化、机械、电力、航天航空等领域具有广阔的应用前景。

目前稻壳合成碳化硅纳米线的研究已经有很多，但是合成碳化硅纳米线时的反应温度较高（高于1000 ℃），反应时间也较长（4～6h），而且有的采用三电极恒电位熔盐电解，不适宜工业方法生产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种较低温、高反应速率且工艺简单的碳化硅的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碳化硅纳米线的制备方法，步骤为

1），以农业废弃物稻壳为原料，将其用去离子水洗涤除去杂质，在105 ℃下干燥10h后备用；

2），将干燥后的稻壳放入粉碎机中粉碎成粉末然后过筛至一定目数，将过筛后的稻壳粉用粉末压片机压制成圆形试片，用泡沫镍包裹起来作为工作电极，以光谱纯的石墨棒作为对电极；

3），以无水CaCl2和NaCl的混合盐为电解质，将其置于石墨坩埚中；

4），将上述电极和盛放混合盐的石墨坩埚置于耐高温材质的反应器中，并向反应器中通入惰性气体，通电加热熔盐至工作温度；

5），将工作电极和对电极与恒电位仪的控制端连接，采用不同的槽压对稻壳试片进行电解一定时间，从而制备得到碳化硅纳米线。

所述的一种碳化硅纳米线的制备方法，其特征在于，其步骤2）中的稻壳过筛目数为100～300目；压制的圆形试片直径为10～20 mm，厚度约为1～2 mm。

所述的一种碳化硅纳米线的制备方法，其步骤3）中所用的熔盐主要为无水CaCl2和NaCl的混合熔盐，其摩尔比以1:1至1:1.5为宜。

所述的一种碳化硅纳米线的制备方法，其步骤4）中惰性气体为氩气；熔盐工作温度以650℃至750℃为宜。

所述的一种碳化硅纳米线的制备方法，其步骤5）中熔盐电解时间为1～2 h；电解槽压为2.4～2.6 V。