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采用无模板的聚合物先驱体陶瓷(PDC)法制备多孔陶瓷,是指利用聚合物先驱体自身陶瓷化过程或高温碳热还原等反应过程中逸出的气体成孔。但由于先驱体在陶瓷化转变过程中有明显的体积收缩,导致基体和孔不稳定。因此,如何在较高的热解温度(600-800℃)下制备稳定的多孔陶瓷仍是研究的难点。此外,虽然关于多孔陶瓷制备的研究较多,但关于多孔陶瓷后续的实际应用(如分离、催化等)并未进行深入探索。因此如何将制备出的多孔陶瓷转化为应用,仍需进一步的研究。 本文基于上述问题,采用含磁性金属的乙酰丙酮化合物对聚碳硅烷进行改性,在600-700℃下热解后制备出稳定的SiC基微孔陶瓷,并对其在催化染料降解领域的应用进行探索。此外磁性金属的引入会赋予陶瓷一定的电磁性能,有望提高陶瓷的电磁损耗及吸波性能。 首先,以乙酰丙酮金属化合物(Fe(acac)3、 Co(acac)3)改性后的烯丙基超支化聚碳硅烷(AHPCS)为原料,通过PDC法,利用先驱体热解时逸出的小分子气体成孔制备Fe/SiOC微孔及Co/SiOC微(介)孔陶瓷。结果表明,乙酰丙酮金属化合物的引入有利于微孔陶瓷的制备,其贡献在于:(1)分解过程中产生CO、CO2气体成孔;(2)提高先驱体的交联程度,一定程度防止孔的收缩和坍塌;(3)分解后原位自生形成的金属/金属氧化物充当惰性填料,增强基体稳定性,防止孔坍塌。 其次,以Fe/SiOC微孔陶瓷为催化剂载体,利用磁性将Fe3O4纳米颗粒吸至表面,配合H2O2对二甲酚橙进行催化氧化,对Fe/SiOC微孔陶瓷在催化染料降解领域的应用进行探索。结果表明,将Fe3O4纳米颗粒负载到Fe/SiOC微孔陶瓷后,可起到加速催化二甲酚橙氧化的效果。 最后,以上述制备的AHPCS-Fe、AHPCS-Co先驱体在1100~1500℃的高温下热解,制得纳米复相陶瓷,并对陶瓷的电磁性能及吸波性能进行考察。结果表明,Fe(acac)3/Co(acac)3可促进β-SiC结晶,使陶瓷平均介电损耗从0.045提高至0.15以上,并赋予陶瓷磁损耗,提高了陶瓷的吸波性能。