一种大尺寸氮化硅纳米带气凝胶的低成本制备方法技术

本发明专利技术属于新型无机纳米多孔材料领域，涉及一种大尺寸氮化硅纳米带气凝胶的低成本制备方法。涉及的一种大尺寸氮化硅纳米带气凝胶低成本制备方法以金属Si粉和硅溶胶为硅源、氮气为氮源，加入分散剂和发泡剂，经过发泡、凝胶固化、造孔剂排烧后形成多孔Si‑SiO

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸氮化硅纳米带气凝胶的低成本制备方法
本专利技术属于新型无机纳米多孔材料领域，具体涉及一种大尺寸氮化硅纳米带气凝胶的低成本制备方法。
技术介绍
陶瓷气凝胶是一种耐高温、高比表面积、超高气孔、极低热导率的纳米级介孔复合材料，在高温隔热系统、催化剂载体、过滤器、电子、光学等领域有着巨大的应用潜力。然而，传统的陶瓷气凝胶通常由纳米粒子组成，强度低，脆性大，难以制成大尺寸制品，且在高温下会发生体积收缩。因此，其实际应用一直受到限制。氮化硅纳米带气凝胶是一种新型的气凝胶材料，它不仅具有气凝胶的超轻、绝热、高比表面积和强吸附等特性，而且还具有氮化硅纳米带耐高温、抗氧化、耐腐蚀、高强度、高弹性、强场发射等性能，特别是弥补了传统气凝胶脆性大的缺陷，该材料其在隔热保温、储能、催化、防弹、环保等领域具有更为广阔的应用前景。专利号为201811626361.1以聚碳硅烷溶胶和碳纤维为主要原料，利用氮化硅纳米带的原位生长及自组装技术，制备了一种超轻氮化硅纳米带气凝胶纸，其密度仅为5mg/cm3,气孔率高达99.8%。专利号为201910271666.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大尺寸氮化硅纳米带气凝胶低成本制备方法，其特征在于：制备方法以金属Si粉和硅溶胶为硅源、氮气为氮源，加入分散剂和发泡剂，经过发泡、凝胶固化、造孔剂排烧后形成多孔Si-SiO

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸氮化硅纳米带气凝胶低成本制备方法，其特征在于：制备方法以金属Si粉和硅溶胶为硅源、氮气为氮源，加入分散剂和发泡剂，经过发泡、凝胶固化、造孔剂排烧后形成多孔Si-SiO2网络；多孔Si-SiO2网络作为氮化反应生成氮化硅纳米带的硅源，同时也为氮化硅生长的提供空间和模板，随着氮化反应的进行Si-SiO2网络被消耗，氮化硅纳米带大量生成且交织互联成宏观的三维氮化硅纳米带气凝胶，具体步骤如下：
1）浆料配制：
将硅溶胶、金属Si粉、水、石墨和分散剂按一定比例放入行星式球磨机中球磨混合均匀得到稳定的浆料；
2）发泡步骤：
将步骤1）得到的浆料，加入发泡剂，用搅拌机搅拌20min，在30~45℃，静置得到多孔浆料；
3）固化干燥步骤：
将步骤2）得到的多孔浆料，加入固化引发剂，用搅拌机搅拌20min，30℃放置1d，110℃干燥至恒重，得到多孔凝胶；
4）除碳步骤：
将步骤3）得到的多孔凝胶，在空气条件保护下500℃氧化排碳至恒重，得到多孔Si-SiO2网络；
5）氮化反应步骤：
将步骤4）得到的多孔Si-SiO2网络，在氮气气保护条件下，以10~15℃/min的升温速率升至1250~1410℃，1250~1410℃保温3~10h后随炉冷却,得到氮化硅纳米带气凝胶。


2.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，梁鹏鹏，李红霞，韩建燊，袁波，杜鹏辉，
申请(专利权)人：中钢南京环境工程技术研究院有限公司，中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32