一种氮化硅纳米线及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种氮化硅纳米线及其制备方法和应用，属于无机非金属材料制备领域。本发明专利技术通过对纳米硅粉进行表面钝化，降低制备过程中的氧含量，有利于得到物相和尺寸可控的纳米线，同时提高氮化硅纳米线纯度；以MoFe‑LDH作为催化剂在H2‑N2混合气中进行氮化反应，通过控制氢气的含量，使氮化硅纳米线能够在LDH表面均匀生长；通过控制催化剂中Fe和Mo的比例对纳米线的尺寸进行调控，降低纳米线的直径，提高其长径比；最后通过酸洗和碱洗去除未反应的硅粉、氧化镁和氧化铝等杂质，得到纯净的氮化硅纳米线。实施例的实验结果表明，本发明专利技术提供的制备方法制备的氮化硅纳米线的直径为30～80nm，长径比＞1000。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无机非金属材料制备，尤其涉及一种氮化硅纳米线及其制备方法和应用。

技术介绍

1、氮化硅纳米线是氮化硅材料的一维纳米结构形式，其既具有块体材料所拥有的各种优异性能，同时作为一维纳米材料又具备了许多新的性能。由于氮化硅纳米线具有很好的弹性和弯曲性能，其作为陶瓷基体原料时有助于提高氮化硅陶瓷材料的强度和韧性；同时，作为增强体用于复合材料时，也有助于提高复合材料的强度和韧性。

2、氮化硅纳米线的制备方法主要有硅粉直接氮化法、硅亚胺热解法、碳热还原氧化硅法、溶剂热法和模板法等。而这些制备方法往往存在制备温度高、产物形貌多样难以分离等问题，极大地限制了氮化硅纳米线的应用。其中，硅粉直接氮化法是目前应用最多的氮化硅纳米线的制备方法。该技术通常以金属为催化剂，采用化学气相沉积法利用v-l-s机制生长出氮化硅纳米线。但是，由于金属催化剂多为负载型，载体与金属之间的作用力较弱，导致使用金属催化剂催化制备的氮化硅纳米线往往存在粒径分布不均、直径粗、长径比低的问题，导致其增强效果不佳。

3、因此，如何降低氮化硅纳米线的直径，提高其长径比以获得本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氮化硅纳米线的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中预处理的时间为10～80h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中MoFe-LDH催化剂中Mo和Fe的物质的量之比为(0.3～0.4):1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中MoFe-LDH催化剂中Fe和Al的物质的量之比为(0.2～0.3):1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中H2-N2混合气中H2的体积含量为0.2％～0.4％。

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【技术特征摘要】

1.一种氮化硅纳米线的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中预处理的时间为10～80h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中mofe-ldh催化剂中mo和fe的物质的量之比为(0.3～0.4):1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中mofe-ldh催化剂中fe和al的物质的量之比为(0.2～0.3):1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中h2-n2混合气中h2的体积含量为0.2％～0.4％。

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【专利技术属性】
技术研发人员：朱福林，肖亮，许滔，李哲亮，谭皓文，
申请(专利权)人：衡阳凯新特种材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：