[發明專利]一種采用廢紙制備碳化硅的方法

在審

• 申請號: 201811044256.7
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN108892512A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 王志江;蘭曉琳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/65;C04B35/622;C04B38/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 賈澤純

一種采用廢紙制備碳化硅的方法。本發明屬于環保、能源、催化、吸波、生物傳感、半導體材料領域，具體涉及一種采用廢紙制備碳化硅的方法。本發明是要解決現有廢紙利用率低、制備SiC材料成本高的問題。方法：一、紙漿回收；二、碳化處理；三、燒結，即得到由廢紙制備的SiC。本發明主要用于紙張高效回收以及碳化硅生產。

技術領域

本發明屬于環保、能源、催化、吸波、生物傳感、半導體材料領域，具體涉及一種采用廢紙制備碳化硅的方法。

背景技術

寬帶隙的碳化硅(SiC)是具有一系列優異性能的半導體材料，其優良的熱傳導率、低熱 膨脹系數、高機械性能、耐腐蝕和抗氧化性、良好的熱穩定性和化學穩定性等使碳化硅廣 泛應用于汽車、航空航天、化工、石油鉆探、雷達隱身等領域。現階段，特殊形貌的SiC材料普遍價格昂貴。尋找能夠生產成本低廉、性能優異的SiC材料制備方法的需求越來越廣泛和迫切。探索了一種綠色途徑，用廢紙作為原材料，制備出了高附加值的碳化硅粉體。

發明內容

本發明是要解決現有廢紙利用率低、制備SiC材料成本高的問題，而提供一種采用廢 紙制備碳化硅的方法。

本發明一種采用廢紙制備碳化硅的方法具體是按以下步驟完成的：

一、紙漿回收：將廢紙依次進行分離、漂洗、過濾和干燥，回收廢紙纖維素并制漿，得到廢紙漿；

二、碳化處理：將廢紙漿在惰性氣體保護下進行炭化處理，得到纖維素基碳骨架；

三、燒結：將纖維素基碳骨架包裹在反應硅源內部，然后燒結，再冷卻至室溫，得到碳化硅。

本發明的有益效果：

一、本發明開發了一種廢紙資源化、變廢為寶的方法，賦予廢紙高附加值，實現生物 質纖維素資源的高效利用。

二、本發明提供一種新型SiC的制備方法，該SiC材料采用廢紙纖維素作為碳源、硅粉和二氧化硅為硅源，然后在惰性氣體環境下進行高溫燒結，最終制備出由廢紙生產的SiC材料，制備的SiC材料吸波性能優異。

三、通過改變燒結溫度可調節由廢紙生產的SiC材料的形貌、納米線數量以及長度； 四、通過改變由廢紙生產的SiC材料的形貌、納米線數量以及長度可以制備出具有優異吸 波性能的SiC。

附圖說明

圖1為實施例1步驟一得到的廢紙漿的SEM圖。圖中回收后紙張纖維素以層狀結構搭 接，纖維素的平均厚度為10μm。

圖2為實施例1制備的SiC的SEM圖，1400℃下制備的SiC基本保持回收處理后紙張的微觀形貌。

圖3為實施例1、實施例2和實施例3制備的SiC的XRD對比圖；

圖4為實施例2制備的SiC的SEM圖；

圖5為實施例3制備的SiC的SEM圖；

圖6是實施例3制備的SiC的反射損耗與頻率、厚度的關系圖；

圖7為實施例3制備的SiC的HRTEM圖；

圖8為實施例3制備的SiC的選區電子衍射圖。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式一種采用廢紙制備碳化硅的方法具體是按以下步驟完成 的：

一、紙漿回收：將廢紙依次進行分離、漂洗、過濾和干燥，回收廢紙纖維素并制漿，得到廢紙漿；

二、碳化處理：將廢紙漿在惰性氣體保護下進行炭化處理，得到纖維素基碳骨架；