Ceram. Int.：純聚合物衍生SiBCN納米纖維的高產率靜電紡絲

DOI: 10.1016/j.ceramint.2020.12.215

在本研究中，以三氯化硼（BTC）、TDSB和六甲基二硅氮烷（HDMS）為原料，通過一步法合成了新型聚硼硅氮烷前驅體溶液，對其進行靜電紡絲以及在1000℃下的氮氣氣氛中熱解合成了SiBCN納米纖維。研究了溶液濃度、加料速度、紡絲電壓等工藝條件對電紡纖維性能的影響。采用熱重分析（TGA）和紅外光譜（FT-IR）研究了聚合物向陶瓷的轉化，并采用SEM對最終材料進行了表征。綜上所述，將前驅體衍生陶瓷途徑和靜電紡絲工藝相結合，可以制備出工業用SiBCN納米纖維。

圖1.不同濃度的交聯PBSZ纖維的SEM顯微照片：（a）40％，（b）45％，（c）50％，（d）55％。

圖2.不同進料速率下的交聯PBSZ纖維的SEM顯微照片：（a）5μl/min，（b）15μl/min，（c）25μl/min和（d）35μl/min。

圖3.不同紡絲電壓下的交聯PBSZ纖維的SEM顯微照片：（a）10kV，（b）15kV，（c）20kV和（d）25kV。

圖4.交聯后的聚硅硼氮烷纖維的熱重分析（TGA）。

圖5.交聯聚硅硼氮烷纖維和SiBCN纖維的FT-IR。

圖6.由聚硅硼氮烷制備的SiBCN纖維的XRD圖譜。

圖7.在1000℃下熱解后產生的SiBCN納米纖維的SEM顯微照片：（a）低分辨率；（a）高分辨率。

圖8.SiBCN納米纖維的EDS。

圖9.（a）SiBCN納米纖維在電流密度為80mA/g時的第一和第二循環充電容量以及（b）30個循環期間的電容。