鎂熱還原法制備三維納米多孔硅及其復(fù)合材料.pdf

1、ClassifiedIndex：TB321UDC：540SouthwestUniversity‘“jenceandTecFIKYot；5cenceIecllnoIogylMasterDegreeThesiSPreparationofThree‘。demiSSionaINanoporousSiIiconandItsCompositesVlaMagnesiothermiCReductionGrade：2010Candidate：Zhihan

2、gJiangAcademicDegreeAppIiedfor：MasterSpeciaIity：MateriaIogySupervisor：ProfYongZhouProfChonghuaPeidun12013西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文第l頁(yè)摘要多孔硅具有比表面積大、化學(xué)活性高、光致發(fā)光和電致發(fā)光、爆炸等特性，在光電子學(xué)、生物催化以及含能材料等領(lǐng)域有潛在應(yīng)用前景。然而，傳統(tǒng)多孔硅的制備方法所制備的多孔硅多為二維材料，孔洞的有序性差，發(fā)光強(qiáng)

3、度低，且很難進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，難以滿(mǎn)足現(xiàn)代科技的需要。本論文針對(duì)以上問(wèn)題，利用鎂熱還原反應(yīng)制備三維納米多孔硅、介孔Si／SiC復(fù)合材料及有序多孔硅光子晶體。主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)三維納米多孔硅及其含能材料的制備和表征。利用鎂熱還原反應(yīng)對(duì)sol—gel法制備的Si02氣凝膠進(jìn)行還原制備出三維納米多孔硅，并與高氯酸鈉復(fù)合制備出納米多孔硅／高氯酸鈉復(fù)合含能材料。通過(guò)X射線衍射儀、Xray能譜儀、掃描繡射電鏡、比表面積測(cè)試儀對(duì)樣品的成分和結(jié)構(gòu)進(jìn)

4、行了表征；運(yùn)用熱重分析儀以及高速攝影機(jī)測(cè)試了三維納米多孔硅復(fù)合含能材料的熱性能及爆炸性能。結(jié)果表明，所制備的納米多孔硅具有三維無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，孔徑均一(～10nm)，比表面積達(dá)8207m29～，且其復(fù)合含能材料具有較高的放熱量(4190J／g)。(2)三維納米介孔Si／SiC復(fù)合材料的制備及性能研究。通過(guò)對(duì)改性的Si02氣凝膠進(jìn)行鎂熱還原一步法得到多孔Si／SiC復(fù)合材料。利用X射線衍射儀、Xray能譜儀、掃描繡射電鏡、FTIR光譜儀

5、、比表面積測(cè)試儀對(duì)樣品的成分和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析；通過(guò)UVvisIR分光光度計(jì)以及拉曼光譜儀對(duì)多孔Si／SiC復(fù)合材料的光學(xué)特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，三維無(wú)規(guī)則海綿狀結(jié)構(gòu)的納米介孔Si／SiC復(fù)合材料具有較窄的孔徑分布(15～30nm)，較高的比表面積(高達(dá)6557m29‘1)，高的藍(lán)綠光區(qū)光致發(fā)光效率以及較好的生物相容性。(3)三維有序多孔硅光子晶體的制備及性能研究。以大塊的聚苯乙烯光子晶體為模板，結(jié)合溶膠凝膠法以及鎂熱還原反應(yīng)低溫(60