一种隔膜法原位电催化熔盐电解合成硅纳米纤维的系统技术方案

本发明专利技术涉及电化学合成硅纳米纤维材料制造领域，尤其涉及一种隔膜法钼原位催化电化学可控合成的硅纳米纤维的系统，该系统在惰性气体保护氛围下，在钼原位催化下电化学还原法将二氧化硅或硅酸盐合成硅纳米纤维。采用陶瓷隔膜电解槽，以金属电极钼为阳极，石墨电极为阴极；以MCl

【技术实现步骤摘要】
一种隔膜法原位电催化熔盐电解合成硅纳米纤维的系统
本专利技术涉及电化学合成硅纳米纤维材料制造领域，尤其涉及一种电催化可控合成硅纳米纤维的工艺技术。
技术介绍
硅纳米纤维(SiNWs)是一种典型的一维半导体纳米材料，在纳米电子器件、生化传感器、锂离子电池中发挥着重要作用。特别是硅材料因其极高的比容量有望替代锂离子电池石墨负极成为下一代负极材料；但硅在充放电过程存在体积膨胀严重和导电性差等问题。将硅材料纳米化是一个有效的途径，合成不同微结构的硅纳米材料，可以有效平衡循环过程中的体积膨胀应力，并缩短锂离子在活性材料中的扩散距离，一定程度提高材料的电子导电性。其中，硅纳米纤维基锂离子电池负极材料可以有效减小循环过程中径向体积变化，并在其轴向为锂离子提供快速传输通道，显示出稳定的循环稳定性和高可逆比容量，近年来受到了广泛关注。批量和高效的制备硅纳米纤维是实现硅纳米纤维基负极材料应用的重要技术基础，也是当前硅负极材料产业化面临的重要难题。目前，大规模的硅纳米纤维主要由SiH4/SiCl4通过化学气相沉积(CVD)方法在催化剂的辅助下制备。然而，金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔膜法原位电催化熔盐电解合成硅纳米纤维的系统，其特征在于，所述的系统采用隔膜电解槽，以金属钼为阳极，石墨为阴极，金属氯化物为熔盐电解质，二氧化硅或硅酸盐为硅源，采用恒电压电解，使阳极经电化学反应溶解的钼离子通过隔膜在阴极预沉积为钼纳米颗粒作为催化剂，继续催化电解硅源在阴极得到产物硅纳米纤维；/n其中，所述隔膜为多孔陶瓷隔膜，其组成为aAl

【技术特征摘要】
1.一种隔膜法原位电催化熔盐电解合成硅纳米纤维的系统，其特征在于，所述的系统采用隔膜电解槽，以金属钼为阳极，石墨为阴极，金属氯化物为熔盐电解质，二氧化硅或硅酸盐为硅源，采用恒电压电解，使阳极经电化学反应溶解的钼离子通过隔膜在阴极预沉积为钼纳米颗粒作为催化剂，继续催化电解硅源在阴极得到产物硅纳米纤维；
其中，所述隔膜为多孔陶瓷隔膜，其组成为aAl2O3·bCaO·cSiO2·dMgO，a＝0.92-0.96，b+c+d＝0.04-0.08，a+b+c+d＝1.0，孔隙率为35-40％，孔径为0.2-2.0μm。


2.根据权利要求1所述一种隔膜法原位电催化熔盐电解合成硅纳米纤维的系统，其特征在于，所述恒电压电解条件为，预沉积催化剂钼的初始电压U1＝1.5-2.5V，电解时间t1＝1-15min；电沉积硅纳米纤维的电压U2＝1.8-3.0V，电解时间t2＝1-25h。


3.根据权利要求1所述一种隔膜法原位电催化熔盐电解合成硅纳米纤维的系统，其特征在于，所述金属氯化物为MClx，其中M为Li、Na、K、Mg、Ca的任意一种或几种的混合。


4.根据权利要求1所述一种隔膜法原位电催化熔盐电解合成硅纳米纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘永平，于哲，黄辉，张文魁，梁初，夏阳，张俊，贺馨平，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33