1、碩士學(xué)位論文SiC及其納米復(fù)合材料的制備和表征以及光催化性能Synthesis，CharacterizationandPhOtOcatalysticPerformanceOfSiCandItsNan0composites作者姓名：苴型!苤學(xué)科、專業(yè)：功能撾整絲堂皇絲王學(xué)號：2l007363完成日期：2013一05一05大連理工大學(xué)DalianUniVersityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位淪文摘要本文利用直流電弧等離子法

2、，分別以石墨，CH4和乙醇為碳源，在不同比例的心和H2中，與硅粉反應(yīng)原位合成SiC／C(C包覆SiC)和SiC(主相)CSi納米復(fù)合材料；將產(chǎn)物在003MPa氧氣中，在500℃、800℃下進(jìn)行了熱處理。利用x射線衍射儀(XI國)、紅外光譜(IR)、拉曼光譜對熱處理前后的產(chǎn)物的成分進(jìn)行了分析；利用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)對其進(jìn)行了微結(jié)構(gòu)及形貌分析；利用四探針面電阻儀測試其IV特性和紫外可見漫反射光譜測試其光吸收性

3、質(zhì)；在紫外燈下測試其對濃度為10mg／L的亞甲基蘭溶液(MB)的光催化降解性能。SiC納米復(fù)合材料制備研究發(fā)現(xiàn)：1)以石墨為碳源合成的產(chǎn)物成分為pSiC(主相)和少量的碳。形貌為6011m厚的石墨包覆平均粒徑為50衄的SiC粒子聚集體構(gòu)成的殼核結(jié)構(gòu)。殼核復(fù)合物形成了肖特基異質(zhì)結(jié)，電阻為1210417104Q，帶隙為236eV，平均粒徑為O51阻l。2)以CH4作為主要碳源合成產(chǎn)物的成分是pSiC(主相)SiC，形貌是平均粒徑為“1蛐的納

4、米粒子聚集體；產(chǎn)物具有歐姆接觸特性，阻值為6070Q；在500℃處理后，產(chǎn)物成分為平均粒徑757nm的3CSiC和Si；800℃處理后的產(chǎn)物的成分為pSiC，平均粒徑為772nm。以CH4為輔助碳源合成產(chǎn)物成分無變化，其平均粒徑為787nm；形貌為lO衄的C殼層包覆粒徑為50nm的SiC粒子的復(fù)合物，還有少量游離的石墨烯和無定形炭黑以及Si納米粒子：產(chǎn)物形成了肖特基結(jié)，電阻為500600Q，帶隙寬度為232eV。3)以乙醇為碳源合成的產(chǎn)

5、物的成分為SiC(主相)SiC，其平均粒徑為64。1nm，SiC晶型主要為pSiC和少量的6HSiC。產(chǎn)物是由粒徑在十幾個納米左右的顆粒團(tuán)聚并形成類似花瓣?duì)畹膹?fù)合體。產(chǎn)物形成了肖特基異質(zhì)結(jié)，阻值為2803lOQ，經(jīng)500℃、800℃熱處理后，其平均粒徑分別為88Ilnl，94恥。為了研究包覆層的厚度和表面態(tài)對光催化性能的影響，測試了熱處理前后的樣品的催化降解性能發(fā)現(xiàn)：1)以石墨為碳源的產(chǎn)物經(jīng)500℃熱處理后，其光催化性能最高，對MB的降

6、解率為75％，比單一納米SiC提高近47％。2)以CH4為主要碳源合成的產(chǎn)物和其在500℃下處理后的樣品只有較強(qiáng)的吸附性能，幾乎無光催化活性，而在800℃處理后的樣品具有一定的光催化活性，經(jīng)150min對MB的光降解率為775％。以CH4為輔助碳源合成的產(chǎn)物經(jīng)500℃熱處理后具有一定的光催化活性，150miIl后，對MB的降解率為765％。3)以乙醇為碳源合成的產(chǎn)物有很好的吸附性能和一定的光催化性能，經(jīng)150miIl對MB的光降解率為7