編號：NMJS03570
篇名：網(wǎng)狀和卷曲狀碳化硅納米結(jié)構(gòu)的制備及光致發(fā)光
作者：王峰,； 任淑華,； 秦曉芳； 楊麗霞,； 蒙延峰,； 明永飛,；
關(guān)鍵詞：碳化硅； 納米材料,； 碳熱還原反應(yīng),； 光致發(fā)光； 卷曲,； 硅納米結(jié)構(gòu),； 硅納米線； 網(wǎng)狀,； 形貌,； 制備方法；
機(jī)構(gòu)： 魯東大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,； 魯東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,；
摘要： 碳化硅是一種寬帶隙(2.3～3.3 eV)的半導(dǎo)體材料,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性,同時(shí)它也具有優(yōu)異的機(jī)械性能,如高強(qiáng)度、高硬度,、耐摩擦等.因此,碳化硅納米材料在功能陶瓷,、光電工業(yè)、高溫半導(dǎo)體工業(yè),、納米復(fù)合材料,、光催化領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用.到目前為止,人們利用各種方法,如化學(xué)氣相沉積、燃燒合成,、熱蒸發(fā)法,、聚合物熱分解法、碳熱還原反應(yīng)等來制備不同形貌的碳化硅納米材料.在這些方法中,碳熱還原二氧化硅反應(yīng)是一種常用的制備方法,而且碳源,、添加劑,、反應(yīng)溫度等因素對碳熱還原產(chǎn)物的形貌和結(jié)構(gòu)有很大的影響.本文采用溶膠-凝膠法和碳熱還原反應(yīng)來制備碳化硅納米材料.首先,稱取一定量酚醛樹脂和硝酸鎂溶于無水乙醇中,然后加入正硅酸乙酯和一定濃度的草酸溶液,使之形成碳硅溶膠;24 h后,加入一定濃度的六次亞甲基四胺溶液,使溶膠凝固形成凝膠;凝膠干燥以后,在高溫管式爐中在高純氬氣保護(hù)下于1300℃下碳熱還原6 h,冷卻到室溫后,可獲得大量的白色絮狀產(chǎn)物.利用X射線衍射(XRD),、傅立葉紅外光譜(FTIR),、掃描電鏡(SEM)等手段,對所得的白色絮狀產(chǎn)物的組成和形貌進(jìn)行了表征.XRD和FTIR結(jié)果表明,所得的白色絮狀產(chǎn)物主要為β-SiC和少量的無定形SiO2.SEM表征顯示,白色絮狀產(chǎn)物主要有網(wǎng)狀碳化硅納米結(jié)構(gòu)和卷曲狀碳化硅納米線構(gòu)成.網(wǎng)狀的碳化硅納米材料具有藕狀的多孔結(jié)構(gòu),孔的直徑在500～1000 nm之間;卷曲狀碳化硅納米線具有光滑的表面,納米線的直徑在300～500 nm之間,長度達(dá)幾百微米,納米線卷曲的部分具有圓弧形結(jié)構(gòu),這和孔結(jié)構(gòu)是一致的.這表明在制備過程中生成的碳化硅納米線卷曲成孔,而孔之間相互連接形成網(wǎng)狀的納米結(jié)構(gòu).光致發(fā)光(PL)光譜顯示,網(wǎng)狀和卷曲狀碳化硅納米材料在486,494和503 nm處具有明顯的發(fā)光峰,這表明網(wǎng)狀和卷曲狀碳化硅納米材料具有很好的光學(xué)性能.
