【CN110078521A】一种亚微米级氮化硅中空微球及制备方法【专利】

  • 格式:pdf
  • 大小:446.71 KB
  • 文档页数:10

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910393391.0
(22)申请日 2019.05.13
(71)申请人 西北工业大学
地址 710072 陕西省西安市友谊西路127号
(72)发明人 成来飞 赵凯 叶昉 张立同 
(74)专利代理机构 西北工业大学专利中心
61204
代理人 王鲜凯
(51)Int.Cl.
C04B 35/587(2006.01)
C04B 35/626(2006.01)
(54)发明名称
一种亚微米级氮化硅中空微球及制备方法
(57)摘要
本发明涉及一种亚微米级氮化硅中空微球
及制备方法,其技术特征在于步骤为(1)以
stober法合成的二氧化硅微球作为硅源,间苯二
酚与甲醛合成的酚醛树脂作为碳源,合成SiO 2@
RF(Resorcinol -formaldehyde resin)核壳结构
作为前驱体;(2)取一定量步骤(1)所制备的前驱
体在一定温度下进行碳热还原氮化反应;(3)对
步骤(2)所制备的粉体进行氧化除碳和酸洗除二
氧化硅,即得氮化硅中空微球。

本发明所提供的
技术方案可制备出一种粒径可控、粒径均一、微
结构和形貌均匀、成分较为纯净的亚微米级氮化
硅中空微球。

本发明发展的制备工艺稳定,可重
复性高,成本低廉,利于氮化硅中空微球的批量
化生产。

权利要求书1页 说明书6页 附图2页CN 110078521 A 2019.08.02
C N 110078521
A
权 利 要 求 书1/1页CN 110078521 A
1.一种亚微米级氮化硅中空微球,其特征在于:氮化硅中空微球为亚微米级尺寸。

2.一种制备权利要求1所述亚微米级氮化硅中空微球的方法,其特征在于步骤如下:
步骤1.采用改进的Stober法制备单分散SiO2微球:
将去离子水,无水乙醇以及浓氨水按照10~15︰40~60︰5~10的体积比混合,然后于30℃下搅拌20min,搅拌完毕得到溶液A;
将20~100ml正硅酸乙酯吸入注射器内,以1~5ml/h的速度滴加到溶液A中,30℃下搅拌12h,将最终得到的溶液离心收集并用无水乙醇清洗三遍,在80℃烘箱中保温24h,即得到单分散SiO2微球;
步骤2.通过间苯二酚与甲醛的缩聚反应制备酚醛树脂包覆二氧化硅的核壳结构粉体SiO2@RF:
将单分散SiO2微球加入蒸馏水和无水乙醇的混合溶液,然后依次加入浓氨水、十六烷三甲基溴化铵、间苯二酚,磁子搅拌后再加入甲醛水溶液,继续反应24h;将得到的溶液离心收集并用无水乙醇清洗三遍,在80℃烘箱中保温24h,即得SiO2@RF粉体;
其中,单分散SiO2微球、蒸馏水、无水乙醇、浓氨水、十六烷三甲基溴化铵、间苯二酚以及甲醛水溶液的质量比为0.3~1.2:50~90:15~30:0.5~2.0:0.5~1.5:0.1~0.5:0.3~0.8;
步骤3.碳热还原氮化处理:
将合成的SiO2@RF粉体放入管式炉等温区,进行氮化处理;氮化温度为1400~1600℃,保温时间为2~6h,炉内压力为常压,气氛为N2,利用以下反应得到氮化硅粉体:3SiO2+6C+2N2→Si3N4+6CO;
步骤4.除碳处理:
将氮化硅粉体放入箱式炉内,对其进行氧化处理,处理温度为600℃,保温时间为4h,炉内压力为常压,气氛为空气,用以除去未反应的游离碳;
步骤5.二氧化硅去除处理:
将步骤4处理的粉体放入聚四氟乙烯罐中,加入5~15wt%HF溶液进行酸洗4~18h,用以除去未反应的二氧化硅;将最终得到的溶液离心收集并用无水乙醇清洗三遍,在80℃烘箱中保温24h,即得到氮化硅中空微球。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述步骤2的磁子搅拌为30min。

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述步骤5中酸化处理的氢氟酸浓度为10wt%。

2。