催化剂对硅氧碳多孔陶瓷结构与性能的影响

作者:王鹏; 张军战; 张颖*; 覃枫; 杨明辉; 陈红侠
来源:稀有金属, 2022, 46(12): 1573-1579.
DOI:10.13373/j.cnki.cjrm.XY21020007

摘要

分别采用氯化钴、乙酸镍、氯化铁和氯化钴-乙酸镍、氯化铁-乙酸镍、氯化铁-氯化钴作为单一金属催化剂和双金属催化剂,以硅树脂RSN-217作为陶瓷前驱体,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为造孔剂,在Ar气氛下于1400℃通过催化裂解原位生长SiC纳米线并制备SiC纳米线增强的硅氧碳(SiOC)多孔陶瓷,研究了催化剂种类对SiOC多孔陶瓷组成、结构、力学性能及电学性能的影响。结果表明,造孔剂的引入使得SiOC多孔陶瓷孔径大小一致,气孔分布均匀;催化剂的引入促进了SiC纳米线的原位生长,自由碳含量从11%(质量分数)提高到32%,显气孔率从46.2%降低到43.1%。对于原位生长SiC纳米线的效果而言,添加双金属催化剂最好,添加单一金属催化剂次之,不加催化剂的空白样最差,同样力学性能及电学性能也符合该变化规律。其中,由于添加氯化钴-乙酸镍的双金属催化剂原位生长的SiC纳米线数量多、长径比高,并均匀分布,因此该双金属催化剂为本文最佳催化剂,当显气孔率为43.1%时,与空白样相比,耐压强度从7.3 MPa提升至11.2 MPa,提高了53%;体积电导率从9.8×10-5S·cm-1增加到2.13 S·cm-1,提高了4个数量级。

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