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催化反应制备碳化硅纳米粉体的密度泛函理论计算及实验研究 被引量：3
1
作者 王军凯 韩磊 +3 位作者 黄亮 张海军 李俊怡 李赛赛 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1602-1610,共9页
以Si_(55),Si_(43)M_(12)和Si_(37)M_(18)(M=Fe,Co或Ni)团簇为模型,采用密度泛函理论(DFT)研究了Fe,Co及Ni纳米团簇催化硅粉转化为SiC的机理.计算结果表明,Fe,Co及Ni纳米催化剂先与Si形成合金,拉长并弱化Si—Si键的强度,起到活化Si粉的... 以Si_(55),Si_(43)M_(12)和Si_(37)M_(18)(M=Fe,Co或Ni)团簇为模型,采用密度泛函理论(DFT)研究了Fe,Co及Ni纳米团簇催化硅粉转化为SiC的机理.计算结果表明,Fe,Co及Ni纳米催化剂先与Si形成合金,拉长并弱化Si—Si键的强度,起到活化Si粉的作用;合金的形成有利于C原子的吸附及Si原子和C原子间的反应;Fe的催化能力强于Co和Ni.在此基础上,以Si粉和酚醛树脂为原料,以Fe,Co及Ni硝酸盐为催化剂前驱体,通过微波加热反应制备了3C-SiC纳米粉体.研究了催化剂种类、反应温度、催化剂用量和反应时间等对制备3C-SiC纳米粉体的影响.结果表明,催化剂Fe,Co和Ni的加入均可显著降低3C-SiC的合成温度.当以2.0%(质量分数)的Fe为催化剂时,Si粉在1100℃下反应30 min后即可全部转化为3C-SiC纳米粉体;而在相同条件下,无催化剂时Si粉的完全转化温度为1250℃;Fe的催化效果优于Co和Ni,与DFT计算结果吻合. 展开更多
关键词 密度泛函理论 碳化硅纳米粉体 催化碳化反应 硅粉 酚醛树脂
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以Fe为催化剂低温碳化反应合成SiC粉体
2
作者 李俊怡 王军凯 +2 位作者 韩磊 田亮 张海军 《陶瓷学报》 北大核心 2017年第5期722-725,共4页
以单质硅粉和酚醛树脂为原料,以硝酸铁为催化剂前驱体,通过碳化反应的方法合成了β-SiC纳米粉体。研究了催化剂用量、反应温度及保温时间等工艺因素对合成SiC粉体的影响,采用XRD、SEM、TEM及EDS对合成产物进行了表征。结果表明:(1)当催... 以单质硅粉和酚醛树脂为原料,以硝酸铁为催化剂前驱体,通过碳化反应的方法合成了β-SiC纳米粉体。研究了催化剂用量、反应温度及保温时间等工艺因素对合成SiC粉体的影响,采用XRD、SEM、TEM及EDS对合成产物进行了表征。结果表明:(1)当催化剂用量为1.5wt.%时,1250℃反应3 h后所得产物为单相的SiC;而不含催化剂的样品需经1350℃/3 h反应后才能制备出单相的SiC;(2)所合成的SiC颗粒平均粒径约为60 nm。 展开更多
关键词 SIC 粉体 催化碳化反应
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