鎂熱還原法制備三維納米多孔硅及其復合材料.pdf

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

2、gJiangAcademicDegreeAppIiedfor：MasterSpeciaIity：MateriaIogySupervisor：ProfYongZhouProfChonghuaPeidun12013西南科技大學碩士學位論文第l頁摘要多孔硅具有比表面積大、化學活性高、光致發(fā)光和電致發(fā)光、爆炸等特性，在光電子學、生物催化以及含能材料等領域有潛在應用前景。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

3、度低，且很難進行規(guī)?；a，難以滿足現代科技的需要。本論文針對以上問題，利用鎂熱還原反應制備三維納米多孔硅、介孔Si／SiC復合材料及有序多孔硅光子晶體。主要研究內容如下：(1)三維納米多孔硅及其含能材料的制備和表征。利用鎂熱還原反應對sol—gel法制備的Si02氣凝膠進行還原制備出三維納米多孔硅，并與高氯酸鈉復合制備出納米多孔硅／高氯酸鈉復合含能材料。通過X射線衍射儀、Xray能譜儀、掃描繡射電鏡、比表面積測試儀對樣品的成分和結構進

4、行了表征；運用熱重分析儀以及高速攝影機測試了三維納米多孔硅復合含能材料的熱性能及爆炸性能。結果表明，所制備的納米多孔硅具有三維無規(guī)則網絡狀結構，孔徑均一(～10nm)，比表面積達8207m29～，且其復合含能材料具有較高的放熱量(4190J／g)。(2)三維納米介孔Si／SiC復合材料的制備及性能研究。通過對改性的Si02氣凝膠進行鎂熱還原一步法得到多孔Si／SiC復合材料。利用X射線衍射儀、Xray能譜儀、掃描繡射電鏡、FTIR光譜儀

5、、比表面積測試儀對樣品的成分和結構進行了分析；通過UVvisIR分光光度計以及拉曼光譜儀對多孔Si／SiC復合材料的光學特性進行了研究。結果表明，三維無規(guī)則海綿狀結構的納米介孔Si／SiC復合材料具有較窄的孔徑分布(15～30nm)，較高的比表面積(高達6557m29‘1)，高的藍綠光區(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，結合溶膠凝膠法以及鎂熱還原反應低溫(60