编号：CYYJ04712
篇名： 碳化硅多孔陶瓷结构调控及吸波析氢应用研究
作者： 李根涟
关键词： 碳化硅; 多孔陶瓷材料; 纳米线; 电磁波吸收性能; 催化性能;
机构：湖南工业大学
摘要： 本文利用多孔陶瓷为为基体,通过溶胶凝胶-碳热还原法在SiC多孔陶瓷上原位生长碳化硅纳米线（SiCnws）制备SiCnws@SiC复合材料进一步提高SiC多孔陶瓷的电磁波吸收性能;在此基础上,通过在SiC多孔陶瓷中掺杂ZrB2,然后原位生长SiCnws制备SiCnws@SiC/ZrB2复合材料,研究ZrB2对SiCnws生长的影响,并探究了电磁波吸收性能;以SiCnws@SiC复合材料为载体,利用丙三醇在陶瓷表面负载并原位还原CuO/ZnO/CeO2/NiO催化剂,将陶瓷载体应用于甲醇水蒸气重整制氢微反应器中,研究反应温度、SiCnws和载体孔隙率对催化剂负载性能和陶瓷载体催化性能的影响。本论文主要研究内容和结果如下: （1）采用溶胶凝胶-碳热还原法制备了SiCnws@SiC复合材料,研究了烧成温度以及碳源与硅源比例对SiCnws@SiC复合材料微观形貌的影响。在碳源与硅源比为1:1,烧结温度为1600℃时,SiCnws@SiC复合材料表现出优异的电磁波吸收性能。在厚度为2.30 mm时反射损耗最小值高达-56.95 dB,有效吸收带宽覆盖1.85 GHz。在2.59 mm时最佳有效吸收带宽为4.01 GHz。 （2）通过颗粒堆积法在碳化硅多孔陶瓷中掺杂ZrB2制备SiC/ZrB2复合材料,采用溶胶凝胶-碳热还原法制备了SiCnws@SiC/ZrB2复合材料,研究研究ZrB2对SiCnws生长的影响,并探究了电磁波吸收性能。在碳源与硅源比为1:1,烧结温度为1600℃时,ZrB2掺杂量为3 wt%的SiCnws@SiC/ZrB2复合材料表现出优异的电磁波吸收性能。在厚度为3.41 mm时反射损耗最小值高达-52.57 dB,有效吸收带宽覆盖2.79 GHz。在2.34mm时最佳有效吸收带宽为3.55 GHz。 （3）采用溶胶凝胶-碳热还原法制备的SiCnws@SiC复合材料为催化剂载体,利用丙三醇为媒介在陶瓷表面负载并原位还原CuO/ZnO/CeO2/NiO催化剂,将陶瓷载体应用于甲醇水蒸气重整制氢微反应器中,研究反应温度、SiCnws和载体孔隙率对催化剂负载性能和陶瓷载体催化性能的影响。本实验甲醇水蒸气重整制氢最佳条件:反应温度在340℃～360℃范围内波动,原位生长SiCnws,PMMA添加量为10%。