一种高密度的二维硅基纳米材料及其制备方法技术

一种高密度的二维硅基纳米材料，包括硅纳米片和硅基板，且硅纳米片垂直于硅基板并形成阵列；硅纳米片之间的间距达到10~100nm，硅纳米片组成的阵列呈现对称形貌，厚度在5~150nm之间；它是按照以下步骤制备而得的：将硅基板预处理后与钙于真空中分段加热反应，后降至室温，再置于氯化锰的乙醇溶液浸泡，然后与氯化锰颗粒分别置于分段加热炉的两端，全程通入氮气，将氯化锰颗粒一端加热至700~830℃，基板一端加热至500~600℃保温反应，反应结束后冷却至室温。本发明专利技术纳米材料中硅纳米片不团聚、不垮塌，厚度在5~150nm之间可有效调控，高度达到2μm左右，产率高，形成高密度的硅纳米片阵列。形成高密度的硅纳米片阵列。形成高密度的硅纳米片阵列。

【技术实现步骤摘要】
一种高密度的二维硅基纳米材料及其制备方法
[0001]本专利技术是专利申请号202011308192.4、专利技术名称为“一种硅纳米片阵列的制备方法”的分案申请。


[0002]本专利技术涉及硅纳米材料
，尤其涉及一种高密度的二维硅基纳米材料及其制备方法。

技术介绍

[0003]目前，低维度硅纳米材料的研究得到了长足发展，但对二维硅纳米片的研究相对较少，这主要是由于硅sp3杂化的立方结构，导致其不容易自组装为原子厚度的二维纳米结构材料，但硅纳米片表现出优异的电学、光学和机械性能，比如自带半导体属性、大的比表面积、量子阱效应及表面可修饰等，使其在纳米电子学、光电子学、能量转换、能量存储以及生物化学探测中有着重要的应用前景。特别地，具有内部空隙空间的二维Si基纳米结构，具有高的理论容量，克服了大规模的体积变化问题，被认为是锂电池中高性能电极材料的有利选择。例如薄片及具有多层结构的纳米片阵列有效地减小充放电过程中的体积变化，延长循环寿命；并且为锂离子提供更多的活性位点，为锂离子和电子传输提供良好的动力学性能。本纳米片（Nanosheets本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高密度的二维硅基纳米材料，其特征在于：它包括硅纳米片和硅基板，且所述硅纳米片垂直于所述硅基板并形成阵列；所述硅纳米片之间的间距达到10~100nm，硅纳米片组成的阵列呈现对称形貌，厚度在5~150nm之间；它具体是采用以下步骤制备而得的：将晶面为（111）的硅基板预处理后，与钙置于真空中依次在630~640℃和700~720℃下进行分段加热反应，反应完成后降至室温，将反应后的硅基板置于氯化锰的乙醇溶液浸泡2h，然后将浸泡后的硅基板与氯化锰颗粒分别置于分段加热炉的两端，全程通入氮气，将氯化锰颗粒一端加热至700~830℃，基板一端加热至500~600℃保温反应，反应结束后冷却至室温。2.如权利要求1所述的高密度的二维硅基纳米材料，其特征在于：所述硅基板优选的是尺寸为8*8mm2，厚度为1mm，晶面为（111）的单晶硅基板，每块硅基板对应钙的用量为0.02~0.03g。3.如权利要求1或2所述的高密度的二维硅基纳米材料的制备方法，其特征在于：将晶面为（111）的硅基板预处理后，与钙置于真空中依次在630~640℃和700~720℃下进行分段加热反应，反应完成后降至室温，将反应后的硅基板置于氯化锰的乙醇溶液浸泡2h，然后将浸泡后的硅基板与氯化锰颗粒分别置于分段加热炉的两端，全程通入氮气，将氯化锰颗粒一端加热至700~830℃，基板一端加热至500~600℃保温反应，反应结束后冷却至室温；所述硅基板是尺寸为8*8mm2，厚度为1mm，晶面为（111）的单晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥，程江，唐华，李璐，立冈浩一，
申请(专利权)人：重庆文理学院，
类型：发明
国别省市：