[发明专利]一种制备碳化硅纳米纤维的方法

摘要

一种制备碳化硅纳米纤维的方法。该方法通过改进原料混合方法和原料组成，能够得到形貌和尺寸可控以及高反应活性的均匀混合前驱物，前驱物在较低温度条件下通过碳热还原反应能够合成高纯度、形貌和尺寸可控和分散性较好的碳化硅纳米纤维；硅源为硅溶胶；碳源为葡萄糖；添加剂为尿素、PAM、硝酸。硅溶胶和葡萄糖的摩尔比为Si：C＝1：（4～12）的配比；硝酸（N）和尿素（U）按照摩尔比N：U＝1：（0.5～2）的配比；PAM与硅溶胶按照质量比（0.5～3）：1的配比。前驱物中硅源和碳源粒度细小、混合均匀，反应活性好，能降低碳热还原反应温度，提高反应速率，制备出分散性能良好的碳化硅纳米纤维；原材料来源广泛，价格低廉，生产成本低，产率高。

主权项

一种制备碳化硅纳米纤维的方法，其特征在于制备步骤如下：a．原料及配比：所采用的硅源为硅溶胶；碳源为葡萄糖；添加剂为尿素、硝酸、聚丙烯酰胺（PAM），硅源和碳源按照摩尔比Si：C＝1：（4～12）的配比；硝酸（N）和尿素（U）按照摩尔比N：U＝1：（0.5～2）的配比；PAM与硅溶胶按照质量比（0.5～3）：1的配比；b．前驱物的制备：首先将硅溶胶、葡萄糖、尿素、硝酸、PAM溶于去离子水中，得到均匀混合溶液，再将溶液在200～400℃温度下加热，加热速率为3~10℃/min，溶液发生反应后得到前驱物；在前驱物的制备过程中，通过调节溶液的加热速率以及初始溶液中PAM、硝酸和尿素的量，得到不同形貌和尺寸的前驱物；c．前驱物的碳热还原反应：将步骤b得到的不同形貌和尺寸的前驱物在1300～1500℃的流动氩气气氛中碳热还原反应2~8h，氩气流量为0.5～2L/min，升温速率为5~20℃/min；碳热还原过程中，通过将不同形貌和尺寸的前驱物合理搭配反应温度、反应时间、气体流量和升温速率，得到形貌和尺寸可控的碳热还原产物；碳热还原产物在650℃于空气中煅烧2h去除残碳后，得到高纯度和分散性较好的碳化硅纳米纤维。