碳化硅多孔陶瓷因其具備高硬度、高強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于航空航天、生物醫(yī)療和環(huán)境等領(lǐng)域。利用碳化硅的優(yōu)異性能附加生物質(zhì)碳的獨(dú)特結(jié)構(gòu),以期制備出新的結(jié)構(gòu)功能一體化材料。本文采用生物質(zhì)碳為模板,即以松木為碳模板,過(guò)渡金屬化合物（Fe（NO₃）₃·9H₂O、Co（NO3）2·6H₂O、Ni（NO₃）₂·6H₂O）為催化劑前驅(qū)體,通過(guò)低溫催化反應(yīng)制備生物質(zhì)多孔材料。研究了反應(yīng)溫度、保溫時(shí)間、硅粉粒度、催化劑種類及含量對(duì)產(chǎn)物的物相組成和顯微結(jié)構(gòu)的影響,揭示了產(chǎn)物孔結(jié)構(gòu)、抗氧化性能與多因數(shù)制備的耦合關(guān)系,并探明了原位生成碳化硅的可控生長(zhǎng)機(jī)理。得出以下結(jié)論:（1）以松木和不同粒度的硅粉為原料,1250℃反應(yīng)溫度下在碳模板表面原位生成了SiC晶須,并且所制備的晶須長(zhǎng)度約為1²μm。減小硅粉粒度和提高反應(yīng)溫度有利于SiC的生長(zhǎng)。（2）對(duì)比不添加催化劑試樣,少量的催化劑可促進(jìn)硅粉在較低溫度下反應(yīng)。當(dāng)加入4 wt%Fe（N... 

【文章來(lái)源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 多孔陶瓷發(fā)展背景
    1.2 碳化硅多孔陶瓷
        1.2.1 碳化硅多孔陶瓷特點(diǎn)
        1.2.2 碳化硅多孔陶瓷制備工藝
        1.2.3 碳化硅多孔陶瓷的應(yīng)用
    1.3 生物質(zhì)材料發(fā)展趨勢(shì)
    1.4 生物質(zhì)模板的制備
        1.4.1 高溫直接碳化法
        1.4.2 水熱碳化法
        1.4.3 活化碳化法
    1.5 生物質(zhì)材料的應(yīng)用
    1.6 論文研究?jī)?nèi)容和意義
第2章 實(shí)驗(yàn)
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料
    2.2 性能表征及儀器
        2.2.1 熱處理設(shè)備
        2.2.2 X射線衍射儀
        2.2.3 掃描電子顯微鏡
        2.2.4 透射電子顯微鏡
        2.2.5 綜合熱分析儀
        2.2.6 工業(yè)CT儀
        2.2.7 X射線光電子能譜儀
        2.2.8 壓汞儀
第3章 模板法制備生物質(zhì)SiC/C多孔材料
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方案
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 反應(yīng)溫度對(duì)制備SiC/C復(fù)合材料的影響
        3.3.2 硅粉粒度對(duì)制備SiC/C復(fù)合材料的影響
        3.3.3 SiC/C復(fù)合材料的孔徑分布分析
        3.3.4 合成SiC/C復(fù)合材料機(jī)理分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 硝酸鐵催化制備生物質(zhì)SiC/C多孔材料
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方案
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 保溫時(shí)間對(duì)產(chǎn)物物相組成和顯微結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.2 溫度對(duì)產(chǎn)物物相組成和顯微結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.3 催化劑含量對(duì)產(chǎn)物物相組成和顯微結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.4 硅粉粒度對(duì)產(chǎn)物物相組成和顯微結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.5 產(chǎn)物的孔徑分布分析
        4.3.6 產(chǎn)物的抗氧化性能
        4.3.7 合成產(chǎn)物機(jī)理分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 硝酸鈷催化制備生物質(zhì)SiC/C多孔材料
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 熱處理溫度對(duì)SiC/C復(fù)合材料物相組成和顯微結(jié)構(gòu)的影響
        5.3.2 催化劑加入量對(duì)SiC/C復(fù)合材料物相組成和顯微結(jié)構(gòu)的影響
        5.3.3 硅粉粒度對(duì)SiC/C復(fù)合材料物相組成和顯微結(jié)構(gòu)的影響
        5.3.4 SiC/C復(fù)合材料的孔徑分布分析
        5.3.5 合成產(chǎn)物機(jī)理分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 硝酸鎳催化制備生物質(zhì)SiC/C多孔材料
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 燒成溫度對(duì)制備SiC的影響
3）₂·6H₂O含量對(duì)制備Si C的影響">        6.3.2 Ni（NO₃）₂·6H₂O含量對(duì)制備Si C的影響
        6.3.3 硅粉粒度對(duì)制備SiC的影響
        6.3.4 產(chǎn)物的孔徑分布分析
        6.3.5 合成產(chǎn)物機(jī)理分析
    6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]催化劑、溫度和保護(hù)氣體對(duì)微硅粉合成碳化硅晶須的影響[J]. 李青翠,陸俊宇,張鵬.  人工晶體學(xué)報(bào). 2019(07)
[2]陶瓷廢料制備輕質(zhì)保溫泡沫陶瓷的研究[J]. 趙威,王竹,戴永剛,南寧.  硅酸鹽通報(bào). 2019(07)
[3]木質(zhì)仿生智能響應(yīng)材料的研究進(jìn)展[J]. 李堅(jiān),李瑩瑩.  森林與環(huán)境學(xué)報(bào). 2019(04)
[4]碳化硅陶瓷基復(fù)合材料的自愈合及結(jié)構(gòu)吸波一體化研究進(jìn)展[J]. 馬曉康,殷小瑋,范曉孟,成來(lái)飛,張立同.  航空材料學(xué)報(bào). 2018(05)
[5]碳化硅陶瓷性能及研究進(jìn)展[J]. 肖星火.  當(dāng)代化工研究. 2017(10)
[6]水熱法制備Ni-Sm/SiC催化劑甲烷二氧化碳重整性能的研究（英文）[J]. 王冰,靳國(guó)強(qiáng),王英勇,郭向云.  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(12)
[7]碳化硅多孔陶瓷的制備工藝比較[J]. 張集發(fā),程小蘇,曾令可,羅民華.  中國(guó)陶瓷工業(yè). 2013(06)
[8]高比表面碳化硅制備及其作為催化劑載體的應(yīng)用[J]. 郭向云,靳國(guó)強(qiáng),王英勇.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2010(04)
[9]碳化硅為載體的氨合成催化劑的制備及性能研究[J]. 鄭勇,鄭瑛,于偉鵬,王榕,魏可鎂.  無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2008(06)
[10]具有高梁微觀結(jié)構(gòu)多孔SiC的制備與表征[J]. 王慶,王冬華,靳國(guó)強(qiáng),郭向云.  無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2008(03)



本文編號(hào)：3038353