一种多孔硅纳米材料及其制备方法和用途技术
A porous silicon nanomaterial and its preparation methods and uses
The invention discloses a preparation method of porous silicon nanomaterials. After the reaction of chlorosilane with magnesium silicide under anhydrous organic solvents at room temperature to 200 degrees under the action of activators, porous silicon nanomaterials with mesoporous and large specific surface area are prepared. Compared with the traditional synthetic method, the invention has the advantages of simple operation, mild reaction conditions, high yield, easy to be amplified and synthesized, and low cost. The porous silicon nanomaterials obtained by the invention can be used as anode materials for lithium-ion batteries after being coated with carbon, and have high energy density and excellent cycle performance.
【技术实现步骤摘要】
一种多孔硅纳米材料及其制备方法和用途
本专利技术属于纳米材料领域，具体涉及一种多孔硅纳米材料的制备方法，即由金属硅化物和氯硅烷在溶剂中反应，制备得到具有介孔和大比表面积的多孔硅纳米材料，以及其用作锂离子电池负极材料或者作为分子筛材料，在吸附、分离、催化、医疗领域中的应用。
技术介绍
近年来，基于Si负极材料的锂离子电池得到了广泛的关注，主要优势在于Si负极的理论容量与传统的石墨负极相比有极大的提升（~4000mAhg-1vs.~370mAhg-1）。但是Si负极在嵌脱锂过程中体积变化大于300%，导致的结果是容易使活性材料从电极上脱落，其次会破坏首次放电时在材料表面所形成的固液界面钝化膜的稳定性，从而缩短了电池的循环使用寿命。为了解决此问题，近年来的研究一般是倾向于将Si材料的尺寸微米或纳米化来提高电池的循环寿命，这是因为随着Si材料尺寸的减小，颗粒之间增多的空隙能有效消除体积变化所带来的应力的影响。此外，纳米材料具有更多的活性位点，能提高锂离子的扩散速率[Z.Chen,C.Wang,J.Lopez,Z.D.Lu,Y.Cui,Z.N.Bao,Adv.Energy....
【技术保护点】
一种多孔硅纳米材料的制备方法，其特征在于将氯硅烷在活化剂作用下，室温至200℃下在无水有机溶剂中与硅化镁反应后，反应产物经过水或酸溶液洗涤，干燥得到无定形的多孔硅纳米材料，所述活化剂为氨、有机胺类、吡咯类、吡啶类、咪唑类物质中的一种或几种。
【技术特征摘要】
1.一种多孔硅纳米材料的制备方法，其特征在于将氯硅烷在活化剂作用下，室温至200℃下在无水有机溶剂中与硅化镁反应后，反应产物经过水或酸溶液洗涤，干燥得到无定形的多孔硅纳米材料，所述活化剂为氨、有机胺类、吡咯类、吡啶类、咪唑类物质中的一种或几种。2.如权利要求1所述的多孔硅纳米材料的制备方法，其特征在于所述氯硅烷为SiCl4，HSiCl3或Si2Cl6中的一种或几种。3.如权利要求1所述的多孔硅纳米材料的制备方法，其特征在于所述活化剂为NH3，吡咯，吡啶，N-甲基咪唑，三乙胺，三正丙胺，三正丁胺，二丁胺或者丁胺中的一种或几种。4.如权利要求1所述的多孔硅纳米材料的制备方法，其特征在于通过在反应体系中添加表面活性剂，制得具有规则介孔的多...
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