[发明专利]一种大尺寸SiC纳米线气凝胶的低成本制备方法

摘要

本发明公开了一种大尺寸SiC纳米线气凝胶的低成本制备方法，其以绿色廉价的淀粉为碳源、金属硅为硅源，水为溶剂、加入适量发泡剂，经过溶胶、发泡、凝胶固化、碳化、原位反应生成SiC纳米线，纳米线交织互联后得到SiC纳米线气凝胶。淀粉溶解在水中形成溶胶后，经凝胶固化和碳化后形成的大尺寸、高孔隙率多孔碳坯体，为硅碳反应提供碳源，也为SiC纳米线生长提供空间和模板；随着硅碳反应的进行，碳网不断被消耗，同时SiC纳米线大量生成且相互交联得到大尺寸SiC纳米线气凝胶。该方法不仅极大降低了制造成本，而且解决了气凝胶难以制备大尺寸制品的技术难题，推动SiC纳米线气凝胶在隔热、催化和过滤等工业领域的应用。

主权项

1.一种大尺寸SiC纳米线气凝胶低成本制备方法，其特征在于：所述的制备方案以淀粉为碳源、金属硅为硅源，水为溶剂，加入分散剂和发泡剂，淀粉经过溶胶、发泡、凝胶固化、碳化后形成多孔碳；多孔碳提供硅碳反应生成SiC纳米线的生长空间和模板，随着反应的进行碳结构被消耗，SiC纳米线大量生成且交织互联成宏观的三维SiC纳米线气凝胶，具体步骤如下：/n1）含硅淀粉溶胶配制：/n将淀粉、金属硅粉、水和分散剂按一定比例放入行星式球磨机中球磨混合均匀得到稳定的含硅淀粉溶胶；/n2）发泡步骤：/n将步骤1）得到的含硅淀粉溶胶，加入发泡剂，用搅拌机搅拌20 min，在30~45℃，静置2h 得到多孔溶胶；/n3）凝胶固化步骤：/n将步骤2）得到的多孔溶胶，水浴加热80~100 ℃保温40 min，110 ℃干燥至恒重，得到多孔凝胶；/n4）碳化步骤：/n将步骤3）得到的多孔凝胶，在氮气或氩气保护下600 ℃碳化至恒重，得到多孔碳试样。/n5）硅碳反应步骤：/n将步骤4）得到的多孔碳试样，在氩气保护条件下，以10~15 ℃/min的升温速率升至1350~1650 ℃，1350~1650 ℃保温3~10 h后随炉冷却, 空气550 ℃中排除过量的碳，得到SiC纳米线气凝胶。/n