硅树脂转化制备粉体SiOC微/介孔陶瓷研究

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SiOC多孔陶瓷因其多孔性和陶瓷本身优良性能,在催化、吸附等许多领域都具有广泛的应用前景。本文在全面综述多孔陶瓷的研究情况的基础上,针对先驱体转化法制备陶瓷材料的优点,依据硅树脂裂解行为和SiOC结构模型特点,开展先驱体转化制备SiOC多孔陶瓷探索性研究,以期为多孔陶瓷的研究和应用奠定基础。选用已商品化的硅树脂(SR249)为原料,运用XRD、IR、元素分析、BET以及SEM等测试手段对硅树脂裂解产物组成和孔结构进行表征分析。首先利用硅树脂的裂解成孔特性,进行粉体SiOC多孔陶瓷的制备研究。结果表明,通过1250~1450℃范围内的结构重排和碳热还原反应,获得了比表面积为65.696m~2/g、孔径范围0~30nm的粉体SiOC介孔陶瓷。其次利用SiOC陶瓷特殊的“脚手架”结构,对上述裂解得到的SiOC多孔粉体进行后处理,以达到提高粉体SiOC多孔陶瓷孔容量和比表面积的目的。结果表明:对裂解产物进行5h以上的HF酸浸泡处理,可以得到超高比表面积(1148.595 m~2/g)、孔径范围0~6nm的富自由碳的粉体SiOC微介孔陶瓷,它在1600℃以下的惰性气氛中表现出很好的热稳定性,在吸附领域具有很好的应用前景。对腐蚀后的裂解产物进一步氧化除碳4h以上,可以得到比表面积为204.017 m~2/g、孔径集中4~12nm的不含自由碳的粉体SiOC介孔陶瓷,可用作恶劣环境下的催化剂载体。
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