科学网 › 标签 › 形状记忆合成

标签: 形状记忆合成

相关帖子	版块	作者	回复/查看	最后发表

没有相关内容

相关日志

参赛博文:形状记忆合成法制备多孔碳化硅: guoxiangyun 2008-10-7 14:57; （接前文：在适当的时候换个研究方向 http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=26498 ）确定了研究方向后，我就开始考虑制备高比表面积碳化硅的方法。从文献结果看，法国斯特拉斯堡大学勒都（ Ledoux ）等人提出的形状记忆合成方法在制备高比表面积碳化硅方面比较成功。这种方法的本质就是将气相的一氧化硅渗入到活性炭中，与活性炭反应，将活性炭转化成碳化硅。由于是气相的一氧化硅和固相的活性炭在接触面反应，因此得到的碳化硅应该具有和活性炭表面类似的特征，如丰富的孔结构、较高的比表面积等。详细内容见 http://blog.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=201196; 个人分类: 在法国作博士后|5321 次阅读|5 个评论

形状记忆合成法制备多孔碳化硅: guo909 2008-10-7 11:30; 形状记忆合成法制备多孔碳化硅（接前文：在适当的时候改变研究方向 http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=26498 ）我们知道，金刚石中每个碳原子与另外四个碳原子形成一个四面体，碳原子之间以非常强的共价键结合。碳化硅的结构与金刚石相同，只不过每个碳原子周围是四个硅原子，而每个硅原子周围也有四个碳原子形成四面体。可以想象它们的性质是相似的，都具有非常高的强度、硬度和导热性，化学性质也非常稳定。另一方面，我们知道多相催化反应一般都是在较高的温度和压力下发生的，往往还会伴随强烈的放热，因此对催化剂的强度和稳定性要求很高。实际上，许多实验室研制出来的催化剂就是因为在应用过程中稳定性不过关才不能走向工业化。因此高比表面积碳化硅在催化剂载体方面应该大有作为。确定了研究方向后，我就开始考虑制备高比表面积碳化硅的方法。从文献结果看，法国斯特拉斯堡大学勒都（Ledoux）等人提出的形状记忆合成方法在制备高比表面积碳化硅方面比较成功。这种方法的本质就是将气相的一氧化硅渗入到活性炭中，与活性炭反应，将活性炭转化成碳化硅。由于是气相的一氧化硅和固相的活性炭在接触面反应，因此得到的碳化硅应该具有和活性炭表面类似的特征，如丰富的孔结构、较高的比表面积等。但实际情况却并非如此，即使使用比表面积超过1000平方米每克的活性炭，得到的碳化硅比表面积也只有五六十平方米每克。这是怎么回事呢？我们先来看看这个过程中到底发生了哪些反应。反应物之一为活性炭，它可以通过在隔绝空气的条件下加热木材、果壳、煤等方法得到，一般还需要进行活化处理才能得到很高的比表面积。由于它由化学元素碳组成，我们可以用元素符号C表示。另一种反应物为一氧化硅。奇怪的是，大多数无机化学教科书上都不介绍它，而且一般化学实验室也看不到它。所以在我的印象中，硅的氧化物只有二氧化硅一种。当初刚看到这个名称时，还以为文献上弄错了呢。实际上，它也是一种普通的固体化学物质。虽然在空气中不太稳定，容易发生氧化变成二氧化硅，但也没有什么危险。法国人在实验中直接用的也不是一氧化硅，而是二氧化硅和硅粉的混合物，二者在高温下反应可产生一氧化硅蒸气。他们的方法是，先在一个陶瓷小舟中放一些等摩尔比的二氧化硅和硅粉混合物，再在混合物上面铺一层活性炭粉，然后将陶瓷舟推进一个炉子里，在氩气氛下加热到1600C并保持一段时间。在化学中，硅的元素符号为Si，氧的元素符号为O。这样，一氧化硅就可以表示为SiO，二氧化硅就可以表示为SiO 2 。法国人炉子里面发生的化学反应，用化学方程式表示出来就是： Si + SiO 2 2 SiO SiO + 2 C SiC + CO 这样一个过程又怎么能产生高比表面积的碳化硅呢？首先，硅和二氧化硅粉在高温下发生反应，产生气态的一氧化硅。一氧化硅气体通过扩散渗到活性炭的孔道中，并与活性炭中的碳原子发生反应，生成碳化硅。最后用燃烧的方法，把没有反应的活性炭除去，得到纯的多孔碳化硅。上面的过程，可以用图1来表示。气态的氧化硅进入活性炭孔道中，与组成孔壁的碳原子发生反应，逐渐将孔壁转化为碳化硅。另外，活性炭表面形成一层碳化硅后，就会把里层的碳与氧化硅隔离起来，也会使它们不能发生反应。这样一来，反应后的碳化硅中就会残留很多活性炭。为了得到纯净的碳化硅，还需要通过燃烧的方法将这些未反应的炭除去。除炭过程虽不能造出新的孔，却能将碳化硅的另一半表面也暴露出来。从示意图中，我们可以看出得到的碳化硅和最初的活性炭具有大致上相反的表面形貌，因此也具有较高的比表面积。然而这样得到的碳化硅并不能达到象活性炭那样上千的比表面积，甚至上百也很难达到。这是因为活性炭的高比表面积主要由孔道直径小于2个纳米的微孔形成，而细小的孔道又很容易被凝聚的氧化硅所堵塞，所以活性炭中的多数表面并不能接触到氧化硅，当然也就不能参与到形成碳化硅的反应中去。也就是说，碳化硅主要是在活性炭中那些较大的孔道中产成的。另外，即使反应产生了一些直径很小的微孔，在高温下也很容易坍塌。因此，得到的碳化硅，比表面积远远低于活性炭。有了上面的分析后，我就觉得形状记忆合成法并不就是制备高比表面碳化硅的十全十美方法，用这种方法难以得到比表面更高的碳化硅。另外，我的研究工作也刚刚开始起步，要想将来在高比表面碳化硅方面有点发言权，也必须另劈蹊径，寻找新的合成方法。; 个人分类: 未分类|576 次阅读|2 个评论

更多...

帐号		自动登录	找回密码
密码			注册

关闭 安全验证

标签: 形状记忆合成

相关帖子

相关日志

关闭安全验证