[發明專利]一種N摻雜多壁碳納米管修飾的SiC復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710379751.2
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN108946734A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 潘秀蓮;林雅萍;包信和
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C01B32/956
• 分類號: C01B32/956;C01B32/162;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種N摻雜多壁碳納米管修飾的SiC復合材料制備方法，其特征在于：將SiC基混合物先還原，再經過進一步熱處理并降至室溫，然后升溫至N摻雜多壁碳納米管的生長溫度，通過惰性氣體鼓泡引入氮源以制得N摻雜多壁碳納米管修飾的SiC復合材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述SiC基混合物來自于硅片切割工藝產生的廢棄物。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：所述SiC基混合物包括SiC、其他含Si物質、金屬混合物和聚乙二醇；所述SiC來源于磨料，其他含Si物質是Si和SiO₂；金屬混合物來源于切割工具的磨損，成分為Fe及其氧化物，金屬混合物分散在SiC基混合物中。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述SiC、其他含Si物質、金屬混合物和聚乙二醇所占的質量百分比分別為20-50％、30-70％、1-20％和1-10％，SiC優選20-40％，其他含Si物質優選40-65％，金屬混合物優選4-10％，聚乙二醇優選1-6％。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述SiC基混合物的還原是在300-600℃，優選450-600℃，于H₂與惰性氣體混合的還原氣體中反應1-10h，優選1-5h，惰性氣體是He、Ar、N₂中的一種或幾種，其中H₂所占混合還原氣體比例為10-100％，優選20-50％，惰性氣體所占混合還原氣體比例為0-90％，優選50-80％，然后在惰性氣體中進行熱處理，升溫至600-700℃，保溫1-5h，然后降溫，其中惰性氣體為He、Ar、N₂中的一種或幾種，溫度優選600-660℃，流速為50-150ml/min，優選50-100ml/min，保溫時間優選1-3h。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述氮源是乙腈、吡啶或吡咯。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述N摻雜多壁碳納米管的生長溫度是在600-1200℃，優選600-800℃，通過惰性氣體鼓泡引入氮源的氣氛中反應10min-20h，優選10min-2h，惰性氣體流速為20-200ml/min，優選40-100ml/min。

8.根據權利要求1-7任一項制備方法所制備的N摻雜多壁碳納米管修飾的SiC復合材料，其特征在于：SiC表面修飾有N摻雜多壁碳納米管。

9.根據權利要求8所述的SiC復合材料，其特征在于：N摻雜多壁碳納米管修飾的SiC復合材料的比表面積為80-120m²/g。