[發明專利]一種多孔碳化硅陶瓷膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202110259980.7
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN112876254B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 于春輝;魏飛;張晨曦;朱暢
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/622;C04B35/63
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 董娣

1.一種多孔碳化硅陶瓷膜的制備方法，其特征在于，包括：

在厚度為0.5nm-2um的碳膜表面加入含有金屬碳化物的催化劑溶液；

其中，所述金屬碳化物包括碳化鎢、碳化鐵、碳化鈣、碳化鉻、碳化鉭、碳化釩和/或碳化鋯中的至少一種；所述含有金屬碳化物的催化劑溶液為水溶液，其溶質質量分數為0.1-2％；

向所述碳膜表面加入含有單質硅的硅源，所述硅源的至少某一維度尺寸小于800nm；

在惰性氣氛或真空下進行高溫煅燒，以使所述硅源中的硅融化并在所述碳膜表面流淌；

維持1-5h高溫煅燒后冷卻，獲得所述多孔碳化硅陶瓷膜。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述向碳膜表面加入碳化物的催化劑溶液的操作，包括：

將所述含有碳化物的催化劑溶液均勻滴或噴撒于所述碳膜表面。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳膜為二維結構碳膜，包括石墨薄膜、石墨烯碳膜、無定型碳膜中一種或多種的組合。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅源包括硅粉、含有單質硅的合金顆粒、和/或含有單質硅的復合材料顆粒。

5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述向所述碳膜表面加入含有單質硅的硅源的操作，包括：

將含有所述硅源的分散液滴加或噴撒于所述碳膜表面，其中所述分散液中所述硅源的質量分數為0.2-10％。

6.如權利要求1-5中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述碳膜：所述催化劑溶液：所述硅源的質量比＝5-40：0.1-2：58-94.9。

7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，在惰性環境下進行高溫煅燒前，還包括：

以10-300℃/min的升溫速度進行升溫，從常溫到煅燒溫度，所述煅燒溫度為900-1300℃。

8.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述惰性環境包括：惰性氣氛或真空環境；

若所述惰性環境為惰性氣氛，則通入所述惰性氣氛的氣速為20-2000mL/min；若所述惰性環境為真空環境，則其真空度需達到10^-1Pa以下。

9.一種多孔碳化硅陶瓷膜，其特征在于，所述多孔碳化硅陶瓷膜由所述權利要求1-8中任一項所述的制備方法制得。