西安工程大學科研成果展示

項目名稱：

苧麻纖維改性的遺態功能復合材料調控制備及基礎應用

項目簡介：

將苧麻纖維形貌結構引入材料設計和制備中，并基于苧麻纖維采用紡織改性技術易于實現“結構可調”和“遺態可控”的理念，提出了通過“模板整理改性技術來調控遺態材料性能”的新型工藝方法。探索了采用苧麻纖維為同一種模板材料，先后經整理改性預處理調控、模板替代和模板轉化工藝控制，制備了獨具苧麻纖維微觀形態的SnO2、SiC和SnO2/C 3種遺態功能材料。綜合運用多種測試表征技術和熱力學分析方法，對天然纖維遺態轉化工藝過程中的化學變化、遺態材料的物相成分、微觀結構、比表面積、孔徑分布及工藝因素與性能耦合關系進行了研究，并探討了遺態轉化過程中模板轉化反應和形態留存的基本機理。項目成功地將苧麻纖維微觀結構引入遺態材料制備，通過工藝控制制備了獨具苧麻形態的SnO2遺態功能材料、SiC遺態功能材料和SnO2/C遺態復合材料，研究證實了苧麻模板的支架結構對遺態材料晶粒生成和長大具有調節作用，建立了制備工藝因素和材料結構及性能之間的耦合規律；依據苧麻纖維化學成分、微觀結構、負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、苧麻形態碳、苧麻形態材料顯微組織結構、比表面積、孔容及孔徑分布等孔參數、氣敏性能和摩擦磨損性能的影響規律，提出了通過“模板整理改性技術來調控遺態材料性能”的新型工藝方法，豐富和加強了生物模板分子水平的設計理論體系；通過熱力學計算預測了反應體系中化學反應發生的可能溫度和反應方向，獲得了相同模板制備不同遺態功能材料的關鍵工藝參數，結合復合前驅體熱分解過程和遺態材料微觀組織結構，提出苧麻纖維模板轉化的“去碳留形機理”和“留碳復合反應機理”；揭示模板轉化反應和形態留存機理，補充完善了遺態轉化工藝過程中的一些共性規律。

項目獲2019年度陜西高等學校科學技術獎二等獎，“紡織之光”2020年度紡織行業新技術（成果）推廣項目。