[发明专利]一种生物法制备碳硅复合材料的方法

权利要求书

1.一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、鸡饲料原料与含硅材料混合造粒，制成含硅鸡饲料；所述的含硅材料为单质硅、含氧化硅的材料或者含碳化硅的材料中的一种或两种以上按照任意比例混合的材料；

(2)、用含硅鸡饲料喂养鸡，收集含硅鸡粪，烘干，均质化处理得到制备碳硅复合材料的前驱体；

(3)、将得到的碳硅复合材料前驱体在惰性气氛下进行高温碳化处理，得碳硅复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，在人工养殖的肉鸡或蛋鸡群中，利用鸡胗在鸡饲料消化过程中的混合作用，将含硅材料和有机碳源化合物充分混合。

3.如权利要求1所述的一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，所述的鸡饲料原料包括碳水化合物。

4.如权利要求3所述的一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，所述的碳水化合物包括大豆、豆饼、豆秙粉、玉米粉、高粱粉中的一个或多个以任意比例混合的饲料。

5.如权利要求1所述的一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，造粒过程是将鸡饲料原料和含硅材料分别通过粉碎机粉碎至5~30微米级别的颗粒，然后将鸡饲料原料、含硅材料通过搅拌混料机充分混匀，含硅材料和鸡饲料原料的质量比为0.16~0.02：1，最后通过食品造粒机造粒，混合得到适合鸡进食的含硅鸡饲料。

6.如权利要求1所述的一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，含硅鸡饲料组成的碳硅比是根据碳硅复合材料的目标容量确定的，碳/单质硅复合材料的容量计算公式为：Q=4200*x+372*(1-x)，碳/氧化硅复合材料的容量计算公式为：Q=1970*x+372*(1-x)，碳/碳化硅复合材料的容量计算公式为Q=869*x+372*(1-x)，X为硅源材料在制得碳硅材料中的质量比，Q为碳硅复合材料的设计容量，单位为毫安时每克。

7.如权利要求1所述的一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，含硅鸡饲料喂养鸡的流程是根据每天每只鸡150g的含硅鸡饲料喂养鸡群，分五到六次投料，自由取食。

8.如权利要求1所述的一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，含硅鸡粪的收集方法是第二天在喂养鸡群之前，将第一天喂养鸡群后产生的鸡粪清理干净；然后第三天在喂养鸡群之前，将第二天喂养鸡群后产生的鸡粪收集；如此往复，直至收集所需量的鸡粪。

9.如权利要求1所述的一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，含硅鸡粪的烘干工艺为将每次收集的鲜鸡粪放入真空烘箱后，抽真空并将抽取的气体通入水中；随后，在真空状态下升温至80~120℃烘干1~2h；再次，抽取真空烘箱中的气体并通入水中；然后，通入氮气直至真空烘箱达到非真空状态；最后，继续通氮气5~10min，并将此过程中排出的气体通入水中；将真空烘干后收集的碳硅复合材料的前驱体放入铝塑膜中通过真空封口机封口，备用。

10.如权利要求1所述的一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，烘干后的碳硅复合材料前驱体的均质化处理工艺包括：将烘干后的碳硅复合材料前驱体放入粉碎机中，粉碎至5~30微米级别的颗粒，分级筛分后即可得到均质化的碳硅复合材料前驱体。

11.如权利要求1所述的一种生物法制备碳硅复合材料的方法，其特征在于，碳硅复合材料前驱体的高温碳化工艺如下：将碳硅复合材料前驱体放入马弗炉中，并在惰性气氛下以2~10℃/min的升温速率升温至600~800℃，恒温2~6h，然后在惰性气氛下自然冷却至室温，即可得到目标碳硅复合材料。