低聚物溶液
①称取苯酚18.30g±0.0Ig放置烧杯中，烧杯处于恒温40°C水浴加热状态，使苯酚完全融化。
[0021 ] ②加入预先配置好的3.20ml ±0.0lml的20wt.%氢氧化钠溶液，搅拌I Omin。
[0022]③在40°C恒温状态下，逐滴加入28.50ml ±0.0lml的甲醛溶液。
[0023]④升温至72°C，恒温搅拌Ih，混合物溶液冷却至室温20°C。
[0024]⑤用2mol/L盐酸溶液将混合物溶液的pH调至7。
[0025]⑥得到的溶液用旋转真空蒸发仪在真空度为0.09MPa温度50°C下旋转蒸发2h，得到酚醛树脂低聚物，密闭保存。
[0026]⑦量取酚醛树脂低聚物29.625g ± 0.0Olg，再量取150ml无水乙醇，充分混合，配成20wt%酸醛树脂低聚物溶液。
[0027]⑶制备有序介孔Si02/C复合材料
三嵌段共聚体结构导向剂F127做模板剂，正硅酸乙酯做硅源，酚醛树脂溶液做碳源。
[0028]①称量3.2g±0.0lg的F127溶于20.50ml ± 0.0lml无水乙醇中，加入2.20ml 土
0.0lml的0.2mol/L的盐酸溶液，恒温40°C下搅拌lh。
[0029]②依次加入4.40ml ±0.0lml的正硅酸乙酯和12.80ml ±0.0lml的20wt%?^醛树脂溶液，恒温搅拌2h。
[0030]③得到的溶液倒入蒸发皿中，室温保持5_8h，然后放入烘箱，100°C恒温24h，蒸发皿上留下一层黄色膜，将其刮下磨成细粉。
[0031 ]④将粉末放入石英舟中，置于管式炉中心处，从室温20°C以l°C/min升温至350°C保持3h，再以l°C/min升温至600°C，以5°C/min升温至900°C，在900°C恒温2h，得到黑色的有序介孔Si02/C复合材料。
[0032]⑷碳热还原制备有序介孔碳化硅
①称量3.0Og ± 0.0I g的Si02/C复合材料放入刚玉坩祸中，将刚玉坩祸放入保温砖正中心凹槽处，置于微波炉炉腔的中间区域，调节位置，直至红外测温探头测得样品最大温度点。
[0033]②抽真空至真空度为0.09MPa，通入氮气至真空度为0.03MPa，抽真空、通氮气步骤反复进行两次，后再次抽真空至真空度为0.09MPa，通入氮气至真空度为0.07MPa。
[0034]③开启微波炉循环水冷却装置，再打开微波，调节微波功率使炉内温度由25°C逐渐升至1300°C±10°C，恒温20min，使固相混合物充分进行反应；
Si02 + 3C= 2C0T + SiC
式中:S12: 二氧化硅，C:碳，CO:—氧化碳，SiC:碳化硅。
[0035]④反应完成后关闭微波，抽真空至0.09MPa，待炉腔温度随着冷却水缓慢冷却至251后，关闭循环水。
[0036]⑤取出产物
打开放空阀，待微波炉内压力达到大气压时，炉门自动打开，刚玉坩祸内的粉末即为未除杂的有序介孔碳化硅。
[0037](5)除杂过程 ①高温除碳
将上步得到粉末放入石英舟中，置于马弗炉内，空气气氛下700°C焙烧2h，除去未反应的碳。
[0038]②酸洗除硅
量取氢氟酸15mL，稀释至30mL，将除碳后的样品浸渍在氢氟酸溶液中，静置24h。
[0039]③离心分离
将混合液置于离心管中，以12000转/min的转速离心6min，倒掉上层清液，清洗至上层清液PH接近7，留存离心管中的固体样品。
[0040]④干燥保存
将得到的样品在80°C烘箱中干燥24h后，装入样品袋中，贴好标签，置于干燥器内，密闭保存。
[0041](6)检测、分析、表征
用透射电子显微镜观察样品形貌；
用X-射线粉末衍射仪进行晶相分析和有序介孔鉴定；
用比表面及孔径分析仪进行有序介孔碳化硅的测定。
【主权项】
1.一种有序介孔碳化硅的制备方法，其特征在于， 其步骤为: (-)制备有序介孔Si02/c复合材料 (二)微波还原制备有序介孔碳化硅 有序介孔Si02/C复合材料置于微波炉中间区域，调整位置，直至红外测温探头测得复合材料的最大温度点；抽真空至真空度为0.09MPa，通入氮气至真空度为0.03MPa，抽真空、通氮气步骤反复进行两次，后再次抽真空至真空度为0.09MPa，通入氮气至真空度为0.07MPa;开启微波炉冷却水循环装置，打开微波控制开关，调节微波功率使得炉内升温至1300°C±10C，恒温反应20min;关闭微波控制开关，停止加热，抽真空至真空度为0.09MPa，炉内自然冷却至室温后，关闭循环水;打开放空阀，待微波炉内压力达到大气压强时，炉门自动打开，取出，获得粉末状的有序介孔碳化硅。2.根据权利要求1所述的一种有序介孔碳化硅制备方法，其特征在于:运用小角度X-射线粉末衍射在0.8°处出峰，说明合成产物是规整有序的介孔材料。3.根据权利要求1所述的一种有序介孔碳化硅制备方法，其特征在于:运用比表面及孔径分析仪得到的吸-脱附等温线，吸-脱附等温线符合Hl型回滞环，Hl型回滞环反映的是孔径分布均匀的圆筒状孔，孔径分布曲线可以看出孔径集中在6.3nm，二者共同说明合成的碳化硅是有序介孔结构。4.根据权利要求1所述的一种有序介孔碳化硅的制备方法，其特征在于，步骤(二)获得的有序介孔碳化硅粉末随后进行了除杂处理，该除杂处理包括高温除碳处理以及酸洗除硅处理。5.根据权利要求1至4任意权利要求所述的一种有序介孔碳化硅的制备方法，其特征在于，该方法以三嵌段共聚体结构导向剂F127做模板剂，以正硅酸乙酯做硅源，以酚醛树脂低聚物做碳源； 所述制备有序介孔SiC>2/C复合材料的步骤为: ①将Fl27溶于无水乙醇中，加入盐酸溶液，40°C恒温搅拌Ih;后依次加入正硅酸乙酯以及酚醛树脂低聚物的乙醇溶液，40°C恒温搅拌2h，获得混合溶液； ②混合溶液置于容器内，室温下放置5?Sh，然后置于100°C恒温烘箱内24h，容器内形成黄色膜，刮取磨成细粉； ③将该细粉置于管式炉内，以l°C/min升温至350°C且保温3h，再以l°C/min升温至600°C，随后以5°C/min升温至900°C且保温2h，得到黑色的有序介孔Si02/C复合材料。
【专利摘要】本发明涉及一种微波焙烧制备有序介孔碳化硅的方法，其步骤为：㈠制备有序介孔SiO2/C复合材料；㈡微波还原制备有序介孔碳化硅。先制备有序介孔SiO2/C复合材料，利用碳良好的吸波性能，在惰性气氛下进行微波辐射碳热还原反应，然后经过除杂、干燥得到有序介孔碳化硅。本发明制备时间短，产物具有相对均一的孔径及较大比表面积的特点。
【IPC分类】C01B31/36
【公开号】CN105502403
【申请号】CN201610022824
【发明人】任军, 靳永勇, 孙伟, 史瑞娜, 王娟, 王婧, 郝盼盼
【申请人】太原理工大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月14日