利用粉煤灰制備硅納米線.pdf

1、一維納米硅材料具有良好的半導(dǎo)穩(wěn)定性、電子傳輸性能以及光電效應(yīng)等,以其獨(dú)特的性能逐漸被人們所重視。本論文通過(guò)對(duì)大唐集團(tuán)托縣電廠粉煤灰進(jìn)行分析,以堿浸法制備超細(xì)二氧化硅顆粒,以此為硅源,結(jié)合靜電紡絲及鎂熱還原法制備了形貌良好的硅納米線,為硅納米線的制備提供了一種新方法。本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.以利用粉煤灰制備的超細(xì)二氧化硅粉體為原料,分別以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚丙烯腈(PAN)為不同的有機(jī)高分子聚合物載體,通過(guò)探索不

2、同的實(shí)驗(yàn)參數(shù),結(jié)合溶膠凝膠與靜電紡絲技術(shù)成功制備了超細(xì)二氧化硅粉體與有機(jī)高分子摻雜的復(fù)合納米纖維。以PAN為高分子載體,當(dāng)SiO2與PAN的物質(zhì)的量比為1:1,制備的復(fù)合納米纖維的形貌最佳。
　　2.通過(guò)高溫焙燒技術(shù)制備SiO2納米纖維,在此過(guò)程中以高溫去除復(fù)合納米纖維中的有機(jī)高分子,同時(shí)考察了不同的固化溫度對(duì)二氧化硅納米纖維成型的影響。繼而確定了最佳焙燒條件:SiO2/PAN復(fù)合納米纖維在室溫條件下5℃/min的速率升溫至240

3、℃,隨后以高純氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣10℃/min升溫至1000℃,保溫停留固化4 h,2℃/min升溫至1200℃,保溫停留2 h,撤除氮?dú)獗Ｗo(hù)自然冷卻,制備得到了形貌良好的SiO2納米纖維。
　　3.研究了采用還原法制備Si納米線,分別選用了活性碳與金屬鎂作還原劑。當(dāng)采用活性碳作還原劑時(shí),還原過(guò)后僅有SiC生成,無(wú)法獲得Si納米線;以金屬鎂為還原劑時(shí),可將氧化硅還原為硅。采用金屬鎂為還原劑,當(dāng)鎂與二氧化硅纖維的物質(zhì)量比為23:1時(shí),在高