[发明专利]一种多孔碳硅复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种多孔碳硅复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)将鸡饲料原料与含硅材料混合造粒，制成含硅鸡饲料；

所述的鸡饲料原料包括蛋白质原料或者碳水化合物的任意一种或者两种以任意比例混合的饲料；

所述的蛋白质原料包括大豆、豆饼、豆秙粉、玉米粉、高粱粉中的任意一种或者两种以上以任意比例混合的饲料；

所述的碳水化合物包括大豆、豆饼、豆秙粉、玉米粉、高粱粉中的任意一种或者两种以上以任意比例混合的饲料；

所述的含硅材料包括单质硅、氧化硅或者含碳化硅的材料中的一种或者两种以上以任意比例混合的材料；

在造粒的过程中，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，最后通过食品造粒机造粒，得到含硅鸡饲料，含硅鸡饲料组成的硅碳比是根据碳硅复合材料的容量确定的，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)；其中x是指设计材料中含硅材料组分质量分数，0x1，Q是指设计硅碳复合材料的克容量，单位mAh；

2)用含硅鸡饲料喂养鸡，含硅鸡饲料在鸡胗内消化的过程中形成有机碳源化合物包覆含硅材料的前驱体混合物，然后以鸡粪的形式排出，收集含硅鸡粪；

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，直至收集充足的用于试验的鸡粪；

3)采用含硅鸡粪堆床发酵；将含硅鸡粪边洒水边疏松，直至混合粪有水渗出，将其堆成圆锥状，然后静置5～10天时间，通过发酵消除鸡粪原有的臭味，控制pH在6.5～7.5间，使之成为适合喂养蚯蚓的原料；

4)在发酵后鸡粪的堆床中投入蚯蚓种苗，收集筛分蚯蚓粪，然后进行干燥和均质化处理；

在投入蚯蚓种苗和收集筛分蚯蚓粪的过程中，将发酵后的含硅鸡粪转移至喂养箱中，铺成15～25厘米厚的蚯蚓床，每平方米面积的蚯蚓床投入种蚓1万至2万条，控制喂养室温度在20～27℃，相对湿度65～80％，蚯蚓粪筛分工艺为先使用4～6mm孔径的筛子筛分蚯蚓粪，除去杂屑；然后使用2～4mm的筛子筛分，将蚯蚓粪和蚯蚓卵茧分开；

在将蚯蚓粪干燥的过程中，将每次收集的蚯蚓粪放入真空烘箱后，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；

在将蚯蚓粪均质化的过程中，将烘干后的硅碳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；

5)将均质化后的蚯蚓粪在惰性气氛下进行高温碳化处理；在碳化处理的过程中，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，即可得到多孔致密的碳碳复合材料。

2.如权利要求1所述的一种多孔碳硅复合材料的制备方法，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。

3.如权利要求1所述的一种多孔碳硅复合材料的制备方法，其特征在于：所述的惰性气体包括氮气、氩气中的一种或两种的以任意比例混合的气体。

4.如权利要求1所述的一种多孔碳硅复合材料的制备方法，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。

5.如权利要求1所述的一种多孔碳硅复合材料的制备方法，其特征在于：在人工养殖的蚯蚓中，用含硅鸡粪喂养蚯蚓，利用蚯蚓的消化系统，完成硅碳复合材料前驱体的造粒过程，高温碳化后得到多孔的硅碳复合材料。