[发明专利]一种硅矾氧介孔陶瓷的制备方法

说明书

本发明公开了一种硅矾氧介孔陶瓷的制备方法，属于介孔陶瓷制备技术领域，其先在惰性气氛保护下，利用聚硅氮烷与金属钒有机化合物反应制备硅钒氮氧单源先驱体溶液；再将单源先驱体溶液水解、过滤，制得固体粉末产物；最后将固体粉末产物经过清洗、烘干，即制得硅钒氧介孔陶瓷。本发明无需使用模板或者成孔剂，不需要进行高温裂解等热处理步骤，工艺简单，成本低廉，清洁环保；所制备的硅钒氧介孔陶瓷的孔径和比表面积可调，可应用于催化剂、气体分离、新能源等方面，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及介孔陶瓷制备技术领域，具体的涉及一种以聚合物先驱体转化法制备硅钒氧介孔陶瓷的方法。

背景技术

多孔陶瓷材料具有比表面积大、导热系数低、体积密度小以及优良的物理化学稳定性能，在催化剂载体、能量储存、传感器、隔热、减震和气体吸附及分离领域具有广阔的应用前景。采用聚合物先驱体转化法制备多孔陶瓷具有工艺较为简单、成本较低、孔洞大小可调节的特点，因而受到广泛的关注和深入研究。目前采用聚合物先驱体转化法制备多孔陶瓷的成孔技术主要包括模板复制法、直接发泡法和添加可降解填料法等，通过选择合适的工艺，可以方便的调节多孔陶瓷的比表面积和孔径大小。Parmentier和Shi分别报道了采用介孔二氧化硅MCM-48或SBA-15作为模板材料，利用碳热还原反应成功制备了介孔碳化硅陶瓷，但这种方法需要利用强酸刻蚀去除模板材料，污染严重（1、Parmentier, J., et al.,Formation of SiC via carbothermal reduction of a carbon-containing mesoporousMCM-48 silica phase: a new route to produce high surface area SiC. CeramicsInternational, 2002, 28(1): 1-7；2、Shi, Y., et al., Highly ordered mesoporoussilicon carbide ceramics with large surface areas and high stability.Advanced Functional Materials, 2006, 16(4): 561-567）。Majoulet等人以介孔碳CMK-3作为模板成功制备了介孔硅铝碳氮陶瓷，但需要在后续步骤中在氨气气氛下烧结去除CMK-3模板。（3、Majoulet, O., et al., Preparation, characterization, and surfacemodification of periodic mesoporous silicon–aluminum–carbon–nitrogenframeworks. Chemistry of Materials, 2013, 25(20): 3957-3970）。