西安工程大學(xué)科研成果展示

項(xiàng)目名稱：

苧麻纖維改性的遺態(tài)功能復(fù)合材料調(diào)控制備及基礎(chǔ)應(yīng)用

項(xiàng)目簡介：

將苧麻纖維形貌結(jié)構(gòu)引入材料設(shè)計(jì)和制備中，并基于苧麻纖維采用紡織改性技術(shù)易于實(shí)現(xiàn)“結(jié)構(gòu)可調(diào)”和“遺態(tài)可控”的理念，提出了通過“模板整理改性技術(shù)來調(diào)控遺態(tài)材料性能”的新型工藝方法。探索了采用苧麻纖維為同一種模板材料，先后經(jīng)整理改性預(yù)處理調(diào)控、模板替代和模板轉(zhuǎn)化工藝控制，制備了獨(dú)具苧麻纖維微觀形態(tài)的SnO2、SiC和SnO2/C 3種遺態(tài)功能材料。綜合運(yùn)用多種測試表征技術(shù)和熱力學(xué)分析方法，對天然纖維遺態(tài)轉(zhuǎn)化工藝過程中的化學(xué)變化、遺態(tài)材料的物相成分、微觀結(jié)構(gòu)、比表面積、孔徑分布及工藝因素與性能耦合關(guān)系進(jìn)行了研究，并探討了遺態(tài)轉(zhuǎn)化過程中模板轉(zhuǎn)化反應(yīng)和形態(tài)留存的基本機(jī)理。項(xiàng)目成功地將苧麻纖維微觀結(jié)構(gòu)引入遺態(tài)材料制備，通過工藝控制制備了獨(dú)具苧麻形態(tài)的SnO2遺態(tài)功能材料、SiC遺態(tài)功能材料和SnO2/C遺態(tài)復(fù)合材料，研究證實(shí)了苧麻模板的支架結(jié)構(gòu)對遺態(tài)材料晶粒生成和長大具有調(diào)節(jié)作用，建立了制備工藝因素和材料結(jié)構(gòu)及性能之間的耦合規(guī)律；依據(jù)苧麻纖維化學(xué)成分、微觀結(jié)構(gòu)、負(fù)載性能以及苧麻碳比表面積和孔徑分布的變化趨勢，分析了整理改性工藝對苧麻纖維、苧麻形態(tài)碳、苧麻形態(tài)材料顯微組織結(jié)構(gòu)、比表面積、孔容及孔徑分布等孔參數(shù)、氣敏性能和摩擦磨損性能的影響規(guī)律，提出了通過“模板整理改性技術(shù)來調(diào)控遺態(tài)材料性能”的新型工藝方法，豐富和加強(qiáng)了生物模板分子水平的設(shè)計(jì)理論體系；通過熱力學(xué)計(jì)算預(yù)測了反應(yīng)體系中化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的可能溫度和反應(yīng)方向，獲得了相同模板制備不同遺態(tài)功能材料的關(guān)鍵工藝參數(shù)，結(jié)合復(fù)合前驅(qū)體熱分解過程和遺態(tài)材料微觀組織結(jié)構(gòu)，提出苧麻纖維模板轉(zhuǎn)化的“去碳留形機(jī)理”和“留碳復(fù)合反應(yīng)機(jī)理”；揭示模板轉(zhuǎn)化反應(yīng)和形態(tài)留存機(jī)理，補(bǔ)充完善了遺態(tài)轉(zhuǎn)化工藝過程中的一些共性規(guī)律。

項(xiàng)目獲2019年度陜西高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，“紡織之光”2020年度紡織行業(yè)新技術(shù)（成果）推廣項(xiàng)目。