生物模板法制備多孔SiC與CeO2陶瓷.pdf

1、分類號：TB321TB321單位代碼：單位代碼：10190研究生學號：研究生學號：201303013密級：無碩士學位論文生物模板法制備多孔生物模板法制備多孔SiC與CeO2陶瓷陶瓷BiologicaltemplatepreparationofpousSiCCeO2ceramics研究生姓研究生姓名：名：谷衛(wèi)俊谷衛(wèi)俊專業(yè)：業(yè)：材料科學與材料科學與工程工程指導教師姓名：指導教師姓名：賈素秋賈素秋指導教師指導教師職稱職稱：教授教授201201

2、6年4月碩士學位論文I摘要生物模板法利用天然生物材料孔結構為基礎來合成具有微納米分級多孔陶瓷材料的簡單方法。本文采用生物模板法，以自然界普遍存在且廉價易得的稻草、玉米秸稈和植物葉片等作為模板，通過一系列反應對生物模板微米孔和納米細胞孔結構進行有效復制，構建了微米孔與納米孔結構匹配的分級多孔碳化硅和氧化鈰生物遺態(tài)材料。研究了不同模板制備微納米分級多孔碳化硅和氧化鈰生物遺態(tài)材料的反應機理和影響微觀結構與相組成的因素，主要研究內容和成果概況如

3、下：以玉米秸稈和稻草為生物模板，以NaF作助溶劑，Fe粉作催化劑，在12501450℃條件下，高溫滲硅制備具有玉米秸稈和稻草生物多級孔結構的SiC陶瓷。高溫產物在熱處理爐中以750℃氧化除去殘?zhí)?。利用XRD衍射、掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）分析SiC陶瓷的物相組成及微觀結構，利用BET測試SiC陶瓷的孔徑尺寸。結果表明，SiC陶瓷能很好的復制玉米秸稈的生物孔結構研究表明，1250℃和1350℃反應溫度下能夠生成SiCw，145

4、0℃生成的SiC晶體為多孔形態(tài)，保溫2h催化劑含量為6%的工藝條件下，多孔碳化硅陶瓷的孔徑分布比較均勻，所得產物雜質較少，是最佳的生成工藝條件。在催化劑和助溶劑作用下，在碳模板表面形成共融球，能夠有效降低SiC的生成溫度，多孔碳化硅反應主要以LS機制生成。玉米秸稈芯和植物葉片作為生物模板，在0.01molL、0.02molL和0.03molL三種不同硝酸鈰濃度下合成多孔CeO2。采用TGDSC、XRD、SEM分析多孔CeO2的形貌、相組

5、成，研究燒結溫度和前驅體濃度對多孔CeO2的影響。結果表明：前驅體濃度在0.02molL、燒結溫度為550℃時，得到的多孔CeO2最為理想，該條件下多孔CeO2孔徑分布均勻，模板結構保持良好。多孔CeO2的生成主要分為四個4個步驟，一是硝酸鈰溶解釋放Ce3，進而取代生物模板中羥基和羧基的H形成CeO基本框架；二是熱分解出的OH與CeO鍵結合生成OCe(0H)3鍵三是在生物模板上自組裝合CeO2；最后550℃煅燒去除模板，形成生物多級孔結