[发明专利]一种采用废纸制备碳化硅的方法

说明书

一种采用废纸制备碳化硅的方法。本发明属于环保、能源、催化、吸波、生物传感、半导体材料领域，具体涉及一种采用废纸制备碳化硅的方法。本发明是要解决现有废纸利用率低、制备SiC材料成本高的问题。方法：一、纸浆回收；二、碳化处理；三、烧结，即得到由废纸制备的SiC。本发明主要用于纸张高效回收以及碳化硅生产。

技术领域

本发明属于环保、能源、催化、吸波、生物传感、半导体材料领域，具体涉及一种采用废纸制备碳化硅的方法。

背景技术

宽带隙的碳化硅(SiC)是具有一系列优异性能的半导体材料，其优良的热传导率、低热 膨胀系数、高机械性能、耐腐蚀和抗氧化性、良好的热稳定性和化学稳定性等使碳化硅广 泛应用于汽车、航空航天、化工、石油钻探、雷达隐身等领域。现阶段，特殊形貌的SiC材料普遍价格昂贵。寻找能够生产成本低廉、性能优异的SiC材料制备方法的需求越来越广泛和迫切。探索了一种绿色途径，用废纸作为原材料，制备出了高附加值的碳化硅粉体。

发明内容

本发明是要解决现有废纸利用率低、制备SiC材料成本高的问题，而提供一种采用废 纸制备碳化硅的方法。

本发明一种采用废纸制备碳化硅的方法具体是按以下步骤完成的：

一、纸浆回收：将废纸依次进行分离、漂洗、过滤和干燥，回收废纸纤维素并制浆，得到废纸浆；

二、碳化处理：将废纸浆在惰性气体保护下进行炭化处理，得到纤维素基碳骨架；

三、烧结：将纤维素基碳骨架包裹在反应硅源内部，然后烧结，再冷却至室温，得到碳化硅。

本发明的有益效果：

一、本发明开发了一种废纸资源化、变废为宝的方法，赋予废纸高附加值，实现生物 质纤维素资源的高效利用。

二、本发明提供一种新型SiC的制备方法，该SiC材料采用废纸纤维素作为碳源、硅粉和二氧化硅为硅源，然后在惰性气体环境下进行高温烧结，最终制备出由废纸生产的SiC材料，制备的SiC材料吸波性能优异。

三、通过改变烧结温度可调节由废纸生产的SiC材料的形貌、纳米线数量以及长度； 四、通过改变由废纸生产的SiC材料的形貌、纳米线数量以及长度可以制备出具有优异吸 波性能的SiC。

附图说明

图1为实施例1步骤一得到的废纸浆的SEM图。图中回收后纸张纤维素以层状结构搭 接，纤维素的平均厚度为10μm。

图2为实施例1制备的SiC的SEM图，1400℃下制备的SiC基本保持回收处理后纸张的微观形貌。

图3为实施例1、实施例2和实施例3制备的SiC的XRD对比图；

图4为实施例2制备的SiC的SEM图；

图5为实施例3制备的SiC的SEM图；

图6是实施例3制备的SiC的反射损耗与频率、厚度的关系图；

图7为实施例3制备的SiC的HRTEM图；

图8为实施例3制备的SiC的选区电子衍射图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式一种采用废纸制备碳化硅的方法具体是按以下步骤完成 的：

一、纸浆回收：将废纸依次进行分离、漂洗、过滤和干燥，回收废纸纤维素并制浆，得到废纸浆；

二、碳化处理：将废纸浆在惰性气体保护下进行炭化处理，得到纤维素基碳骨架；