一种均匀包裹的硅碳复合纳米颗粒及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种均匀包裹的硅碳复合纳米颗粒及制备方法，其制备是：采用二步法实现厚碳层在纳米硅颗粒表面的均匀包裹，在纳米硅颗粒表面实现两层相互渗透的碳包裹层，其中内层即第一层碳，采用分子链较短的碳源，即工业糖类蔗糖、葡萄糖、壳聚糖或淀粉类玉米淀粉、小麦面粉中的一种或者多种水溶性碳氢化合物；内层包裹时通过加入过氧化物引发剂、抗坏血酸结合水热作用的技术手段，提高硅与碳之间的联结强度，形成高浸润性；第二层碳，采用了分子链较长的有机碳源，即水溶性的环氧树脂、酚醛树脂、古马隆树脂、聚乙烯醇（PVA）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯胺（PAN）中一种或者多种。本发明专利技术采用简单的液相包裹法，不仅硅碳结合紧密，且工艺简单易于制备，提高了现有技术制备硅碳纳米颗粒的效率和质量。

【技术实现步骤摘要】
一种均匀包裹的硅碳复合纳米颗粒及制备方法
本专利技术涉及一种均匀富包裹的硅碳纳米颗粒及其制备方法。
技术介绍
纳米硅颗粒是直径较小的晶体硅颗粒，因此纳米硅粉具有纯度高、粒径小、分布均匀等特点。纳米硅的用途广泛，是应用最广泛的光电半导体材料，具有较宽的间隙能，也是高功率光源材料。纳米硅由于尺寸小，易氧化形成纳米氧化硅，而被广泛应用于涂料、纳米硅水泥土以及抗紫外的纳米硅基棉织物等领域。另外，随着技术发展的需求，硅材料的应用越发广泛。数码终端产品的大屏幕化、功能多样化后，对电池的续航提出了新的要求。当前锂电材料克容量较低，不能满足终端对电池日益增长的需求。负极作为其关键构成成分之一，直接决定了锂离子电池的性能，目前商业化锂电池负极材料主要为石墨类碳负极材料，其理论比容量仅为372mAh/g(LiC6)，严重限制了锂离子电池的进一步发展。纳米硅理论克容量约为4200mAh/g，对锂离子的高吸收率可以大幅度提高锂电池的容量，同时利用世界先进技术，将纳米硅粉与碳材料相结合，组成Si-C复合材料，可以有效的降低由于硅吸收锂离子时的膨胀，同时可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种均匀包裹的硅碳复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：/n步骤1：将第一有机碳源以饱和溶解度溶于去离子水中，搅拌均匀后，将纳米硅颗粒加入并超声分散均匀，得到含硅碳水合浆液；其中，第一有机碳源与去离子水的质量比例为1∶10-50，纳米硅颗粒与去离子水的质量比为1∶5-30；/n步骤2：将过氧化物引发剂加入所述含硅碳水合浆液中，搅拌均匀，再加入抗坏血酸；所述过氧化物引发剂与纳米硅颗粒的质量比为1∶40-60；抗坏血酸与过氧化物引发剂的质量比为1∶0.5-1；/n步骤3：将步骤2制备的混合浆液倒入聚四氟乙烯容器中，将容器置于不锈钢高压反应釜中进行水热反应，温度60-120...

【技术特征摘要】
1.一种均匀包裹的硅碳复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：
步骤1：将第一有机碳源以饱和溶解度溶于去离子水中，搅拌均匀后，将纳米硅颗粒加入并超声分散均匀，得到含硅碳水合浆液；其中，第一有机碳源与去离子水的质量比例为1∶10-50，纳米硅颗粒与去离子水的质量比为1∶5-30；
步骤2：将过氧化物引发剂加入所述含硅碳水合浆液中，搅拌均匀，再加入抗坏血酸；所述过氧化物引发剂与纳米硅颗粒的质量比为1∶40-60；抗坏血酸与过氧化物引发剂的质量比为1∶0.5-1；
步骤3：将步骤2制备的混合浆液倒入聚四氟乙烯容器中，将容器置于不锈钢高压反应釜中进行水热反应，温度60-120℃，保温1-3小时后，将所述混合浆液置于真空干燥箱中干燥，得到碳包硅前驱体；
步骤4：将碳包硅前驱体置于真空炉中，在氮气氛围下加温至700-800℃，升温速度为28-30℃/min，保温1-2h，自然冷却至室温，研磨得到单层碳包硅纳米颗粒；
步骤5：将第二有机碳源溶于去离子水中，搅拌均匀；其中，第二有机碳源与去离子水的质量比为1:40-60；
步骤6：将步骤4得到的单层碳包硅纳米颗粒，加入到步骤5的溶液中，分散均匀，30-50℃搅拌0.5-1h后，将浆液放入真空干燥箱中干燥，得到厚碳包硅纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：田晓华，余晨露，张哲娟，孙卓，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31