一种二氧化硅微球嵌在连续多孔硅基质中的多层次结构材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种二氧化硅微球嵌在连续多孔硅基质中的多层次结构材料及其制备方法。该硅杂化材料是二氧化硅微球嵌在连续多孔硅基质的杂化结构；上述硅杂化材料采用stober法单分散80～800nm球形二氧化硅纳米粒子为硅源，置于700～800℃下通过镁热还原将部分二氧化硅还原为单质硅制备而成。本发明专利技术方法采用简单易得成本低廉的stober法二氧化硅为原料，结合工艺成熟，能耗较低的镁热还原技术，得到二氧化硅微球嵌在连续多孔硅基质中的杂化材料，该材料尺寸分布均匀，大小可调，用作锂离子电池负极材料可有效缓解硅的体积膨胀效应，提高循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无机纳米多孔材料的制备领域，具体涉及一种二氧化硅微球嵌在连续多孔硅基质中的多层次结构材料及其制备方法，是采用镁热还原制备二氧化硅微球嵌在连续多孔硅基质的方法。
技术介绍
一直以来，利用廉价的二氧化硅或硅酸盐制备硅材料都需要较高的反应温度。目前工业上采用的方法依然是高温碳热还原法(>1700℃)，所制备的硅大都为块材，难以应用于锂离子电池负极材料。2007年镁热还原技术的出现大大降低了二氧化硅的还原温度，同时还可以制备纳米尺寸的硅材料，因此受到了广泛的关注。专利201510011852.5公开了一种镁热还原制备纳米硅材料的方法，所用原料SiO2是长度为300～800nm，宽度为20～40nm的棒状纳米材料，专利201310059792.5公开了一种镁热还原制备具有MCM-41分子筛结构的有序介孔硅纳米材料，所用原料SiO2为MCM-41介孔分子筛。相比这些硅材料,连续结构蜂窝状多孔硅具有特别的优势。一方面,能够提供较高的比表面积,另外一方面,具备较高的振实密度,在锂离子电池以及催化领域具有较好的应用前景。但是目前三维连续蜂窝状多孔硅的合成几乎未见报道。并且，将二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅杂化材料，其特征在于是二氧化硅微球嵌在连续多孔硅基质的杂化结构；上述硅杂化材料采用stober法单分散80～800nm球形二氧化硅纳米粒子为硅源，置于700～800℃下通过镁热还原将部分二氧化硅还原为单质硅制备而成。

【技术特征摘要】
1.一种硅杂化材料，其特征在于是二氧化硅微球嵌在连续多孔硅基质的杂化结构；上述硅杂化材料采用stober法单分散80～800nm球形二氧化硅纳米粒子为硅源，置于700～800℃下通过镁热还原将部分二氧化硅还原为单质硅制备而成。2.一种硅杂化材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1)、制备二氧化硅：采用Stober法在醇相介质中，用氨水催化正硅酸四丁酯(TEOS)，经过水解-缩合形成单分散的球形二氧化硅粒子，通过调节pH值控制粒径在80～800纳米；步骤(2)、常温下将上述二氧化硅与镁粉按照质量比1:(0.5～1.5)混合，于研钵中手动研磨5～10分钟，得到二氧化硅与镁的混合物；步骤(3)、将上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：程亚军，左秀霞，朱锦，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33