一种利用掺杂硅颗粒制备纳米多孔硅的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用掺杂硅颗粒制备纳米多孔硅的方法，该方法包括选用一定掺杂浓度的硅颗粒，氢氟酸清洗后，选用硝酸盐、氢氟酸、氧化剂配制的溶液反应并进行超声辅助，再经离心清洗，最后通过稀硝酸清洗等后处理制备的三维纳米多孔硅。本发明专利技术通过大量实验筛选出，最佳的化学刻蚀腐蚀剂的组成，反应试剂的体积比和具体浓度，反应时间、反应温度、超声频率及处理时间具体的反应步骤等最佳工艺参数，制备得到的高纯度的三维掺杂多孔硅，孔形规则，布置均匀，可应用于锂电池、太阳能电池、半导体、传感器等领域。本发明专利技术整个工艺可操作性强，成本低廉，并且产量高，适合于工业化大生产。

【技术实现步骤摘要】
一种利用掺杂硅颗粒制备纳米多孔硅的方法
本专利技术涉及一种多孔硅材料制备领域，具体涉及一种利用掺杂的硅颗粒采用电化学刻蚀方法制备得到结构可控的海绵状纳米多孔硅的方法。
技术介绍
多孔硅材料具有独特的光电特性，大的比表面积使其可以应用于各种探测器、生物微传感器、光电纳米器械、储能材料等领域，尤其作为锂电池的负极材料近年来备受关注。与传统负极材料相比，硅具有超高的理论比容量(4200mAh/g)和较低的脱锂电位(<0.5V)，在充电时难引起表面析锂，安全性能更好，目前硅成为锂离子电池碳基负极升级换代的富有潜力的选择之一。但硅作为锂离子电池负极材料缺点是自身的电导率较低，在电化学循环过程中体积发生300％以上的膨胀与收缩，将产生的机械作用力会使材料逐渐粉化，造成结构坍塌，导致电池循环性能大大降低。所以将硅材料纳米化、改善微结构、提高导电性都是十分有效的方法。其中的纳米多孔结构能有效缓冲体积膨胀，提高初始效率、循环稳定性和倍率性能。在提高导电性方面，主要采用制备硅金属或硅碳复合材料材料。专利CN103165874A公开了一种以硅合金粉末为原料制备多孔硅微粒的方法。专利CN1032477本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用掺杂硅颗粒制备纳米多孔硅的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)量取适量掺杂的硅颗粒，用氢氟酸清洗；(2)离心清洗；(3)将清洗后的硅颗粒置于一定浓度的硝酸盐、氢氟酸和氧化剂按照一定体积比配制的溶液中反应，并利用超声辅助反应进行；(4)离心清洗；(5)硝酸清洗；(6)离心清洗，即得三维纳米多孔硅。

【技术特征摘要】
1.一种利用掺杂硅颗粒制备纳米多孔硅的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)量取适量掺杂的硅颗粒，用氢氟酸清洗；(2)离心清洗；(3)将清洗后的硅颗粒置于一定浓度的硝酸盐、氢氟酸和氧化剂按照一定体积比配制的溶液中反应，并利用超声辅助反应进行；(4)离心清洗；(5)硝酸清洗；(6)离心清洗，即得三维纳米多孔硅；所述步骤(1)至步骤(6)依次进行；步骤(1)中，掺杂的硅颗粒尺寸范围为0.1～50μm，形状为块状、近似球状或球状单晶或多晶颗粒，掺杂源为磷、砷、锑、硼、铝、镓、铟，掺杂源总掺杂浓度为1×1014～1×1021atoms/cm3；步骤(1)中，清洗所用的氢氟酸的浓度为1％～20％，室温清洗5～30分钟；所述的步骤(2)、步骤(4)和步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪捐，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32