专利名称：电化学法制备硅纳米粉、硅纳米线和硅纳米管中的一种或几种的方法
技术领域：
本发明涉及一种电化学法制备硅的纳米粉末、纳米线(管)的方法。
背景技术：
—维纳米硅线(管)材料以其独特的电学、光学特性及高表面活性，引起了研究者 们的广泛关注。目前硅纳米线(管)制备方法多种多样，其中包括激光烧蚀法[Morales A M，Lieber C M. Science,1998，279 (9) :208 211 ;Lee C S，Wang N，Tang Y H，et al. MRS. Bulletin. ，1999 :36 41]、化学气相沉积(CVD) [Wang N L， Zhang Y J， Zhu J. Journal of Materials Science Letters, 2001， 20 :89 91]、等离子体增强化学气相沉积(PECVD) [Zeng X B， Xu Y Y， Zhang S B， et al. Journal of CrystalGrowth， 2003， 247 (1) :13 16]、热气相沉积[Feng S Q，Yu D P，Zhang H Z，et al. Journal of Crystal Growth, 2000， 209 :513 517]、溶液法[Holmes J D， Johnston K P，Doty R C， et al. Science, 2000， 287 : 1471 1473]、模板法[KokKeong L，Joan M R. Journal of Crystal Growth, 2003， 254 (1): 14 22]、水热法[Pei L Z，Tang Y H，Chen YW，et al. Journal of Crystal Growth, 2005， 289 :423 427]等方法。激光烧蚀法制备的硅纳米线具有产量比较大、纯度高等优点，但 设备昂贵，产品成本高；化学气相沉积法和热气相沉积法的生产成本相对较低，但制得的硅 纳米线直径分布范围较大且在纳米线中含有大量的纳米粒子链；溶液法虽然能制备出高长 径比的硅纳米线，但需贵金属作催化剂，同时溶剂为有机物且有毒，对环境污染很大；其他 方法如模板法等则产量很低。现有的制备硅纳米线的方法各有其优缺点，制约了硅纳米线 在工业领域的应用。 在熔盐体系中，采用电化学法从固体化合物中直接电解制备金属、合金和某些非 金属的工艺是由英国剑桥大学的Fray Derek John、 Farthing Thomas William和Chen Zheng共同提出来的，所以又称为FFC剑桥工艺。FFC剑桥工艺具有很多传统工艺无法比 拟的优点，该方法以固态化合物为原料经一步电解得到金属或半金属或合金，不仅縮短了 工艺流程，也减少了能耗和环境污染，从而可大幅度地减低难熔金属或合金的冶炼成本；同 时，由于原料的组成和还原程度可控，异很适合于功能材料的制备。该研究小组公布的世界 专利"Removal of oxygenfrom metal oxides and solid solutions by Electrolysis in a fused salt" (W01999/064638)禾口世界专利"Metal and alloy powders and powderfab ri cat ion " (W02002/040725)中都包括了由固体二氧化硅粉末直接电解制备硅粉末的方法。 日本专利(JP2006/321688)也公开了在二氧化硅粉末中添加硅或用单晶硅片作导体电解 高纯石英玻璃直接还原制备硅粉末的方法。这三个专利中所述方法所制备的硅都为微米级 颗粒。采用从硅化合物SiX或包含硅化合物SiX的混合物直接制备纳米硅、纳米硅线(管) 的电化学方法在国际上还未见报道
发明内容
本发明的目的是提供一种生产流程短、无污染、操作简单、、原料易得、设备便宜， 易于连续生产的从硅的化合物SiX或包含化合物SiX的混合物直接制备硅纳米粉末、纳米 线(管)的电化学方法。 根据本发明，从元素Si的化合物SiX的粉末直接制备Si的纳米粉末、纳米线和纳 米管中的一种或几种的电化学方法，其特征是以化合物SiX的粉末为阴极，设置阳极，置 于包含金属化合物熔盐的电解质中，在阴极和阳极之间施加电压，进行电解，在阴极制得Si 的纳米粉末、Si的纳米线和Si的纳米管中的一种或几种，所述的X是指O，S，C或N。
通过本发明，在阴极可以制得Si的纳米线和Si的纳米管；在阴极也可以制得单一 的Si的纳米线；在阴极还可以制得Si的纳米粉末、Si的纳米线和Si的纳米管；阴极又可 以制得单一的Si的纳米粉末。 从包含元素Si的化合物SiX的混合物的粉末直接制备含Si的纳米粉末、纳米线 和纳米管中的一种或几种的电解产物的电化学方法，其特征是以包含化合物SiX的混合 物为阴极，设置阳极，置于包含金属化合物熔盐的电解质中，在阴极和阳极之间施加电压， 进行电解，在阴极制得含有Si的纳米粉末、Si的纳米线和Si的纳米管中的一种或几种的 电解产物，所述的X是指0， S， C或N。 通过本发明，在阴极可以制得含有Si的纳米线和Si的纳米管的电解产物；在阴极 也可以制得含有Si的纳米线的电解产物；在阴极还可以制得含有Si的纳米粉末、Si的纳 米线和Si的纳米管的电解产物；阴极又可以制得含有Si的纳米粉末的电解产物。
本发明的方法中所使用的化合物SiX粉末的平均粒径小于1 P m。
所述化合物SiX的混合物是指在化合物SiX的粉末中加入金属、合金、金属化合物
和非金属中的一种或多种，其中金属、合金、金属化合物和非金属为粉末。
所述的金属为Au、Pt、Ag、Cu、Fe、Co、Ni、Cr、Mo、Zr、Ti、Al、Mg、Nb中的一种或几 种。所述的合金为含有金属元素为Au、 Pt、 Ag、 Cu、 Fe、 Co、 Ni、 Cr、 Mo、 Zr、 Ti、 Al、 Mg、
Nb的两种或两种以上。 所述的金属化合物M'Y中的M1为Au、Pt、Ag、Cu、Fe、Co、Ni、Cr、Mo、Zr、Ti、Al、Mg 或Nb，所述的Y为O，S，C或N。 所述的非金属为C、Si、Ge、S、P、B中的一种或几种。 所述含金属化合物熔盐的电解质中的金属化合物的分子式为MY、其中M是指Ca、 Ba、Li、Al、Cs、Na、K或Sr， Y1为Cl或F。 所述含金属化合物熔盐的电解质中指一种或多种电解质盐。 所述的电解质包含CaO，其主要是由熔盐CaCl2在高温熔融过程中水解产生的。 在阴极和阳极之间施加电压低于3. 2V。 在阴极和阳极之间施加电压低于电解质的分解电压。 电解在500-100(TC的温度下进行的。 所述的Si的纳米粉末平均直径小于100nm。 所述的Si的纳米线直径小于100nm。 所述的Si的纳米管直径小于100nm。 所述的电解产物中含有Si的纳米粉末的直径小于100nm， Si的纳米线的直径小于100nm， Si的纳米管的直径小于lOOnm。 所述的电解产物中含有Si的纳米粉末、纳米线和纳米管的一种或多种。
本发明具备如下特点 (1)所用原料来源丰富，原材料及制备过程均对环境无污染； (2)由于是在电解液中制得纳米硅、纳米硅线(管)，不存在团聚、缠绕等问题； (3)制备的纳米硅、纳米硅线(管)，具有形貌可控，粒径均一 ； (4)工艺过程简单，操作容易，设备简易。
(5)原料和产物均以固态形式加入或移出，易于实现连续化生产。
附图1为以二氧化硅为原料在80(TC下本发明制备硅纳米线(管)的扫描电子显 微镜图像。 附图2为以二氧化硅为原料在80(TC下本发明制备的单根硅纳米线的透射电子显 微镜图像。 附图3为以二氧化硅为原料在80(TC下本发明制备的硅纳米线管的X射线衍射谱。
附图4为以二氧化硅为原料在80(TC下本发明制备的硅纳米线的高分辨透射电子 显微镜图像。 附图5为以二氧化硅为原料在100(TC下本发明制备的硅纳米线/管的扫描电子显 微镜图像。 附图6为以二氧化硅为原料在60(TC下本发明制备的硅纳米颗粒的扫描电子显微 镜图像。 附图7为以银粉与二氧化硅混合物为原料在80(TC下本发明制备的硅纳米线/管 /颗粒的扫描电子显微镜图像。 附图8为以钴粉与二氧化硅混合物为原料在80(TC下本发明制备的硅纳米线/管 的扫描电子显微镜图像。 附图9为以镍粉与二氧化硅混合物为原料在80(TC下本发明制备的硅纳米线/管 的扫描电子显微镜图像。 附图10为以硅粉与二氧化硅混合物为原料在90(TC下本发明制备的硅纳米线/颗 粒的扫描电子显微镜图像。 附图11为以铜粉与二氧化硅混合物为原料在80(TC下本发明制备的硅纳米线的 扫描电子显微镜图像。
具体实施例方式
下面将进一步结合附图和实施例对本发明进行描述。这些描述只是为了进一步对 本发明进行说明，而不是对本发明进行限制。
本发明提供的技术方案 从硅化合物SiX或包含硅化合物SiX的混合物直接制备纳米硅、纳米硅线(管) 的电化学方法。包括以下步骤 1.设置以硅化合物SiX或包含硅化合物SiX的混合物为阴极与包含金属化合物MY1熔盐的电解质接触；设置阳极与该电解质接触；在阴极和阳极之间施加电压，控制反应 条件。 以硅化合物SiX或包含硅化合物SiX的混合物为阴极的具体实施过程是将硅化合 物SiX粉末与粘结剂混合；或者包含硅化合物SiX的混合物的粉末与相对于混合物粉末总 重量的40% 60%的蒸馏水和无水乙醇中的一种混合；混合后压制成阴极。
2.根据上述1的方法硅化合物SiX中X是指0， S， C或N中的任何一种。
3.根据上述1的方法含硅化合物SiX的混合物是指在硅化合物SiX加入金属Au、 Pt、Ag、Cu、Fe、Co、Ni、Cr、Mo、Zr、Ti、Al、Mg、Nb中的任何一种或多种，或者含有上述元素的 任何两种或两种以上的合金。 4.根据上述1的方法含硅化合物SiX的混合物是指在硅化合物SiX加入非金属， 包括C、Si、Ge、S、P、B中的任何一种或多种。 5.根据上述1的方法含硅化合物SiX的混合物是指在硅化合物SiX加入金属化合 物M丄Y，其中的M1为Au、 Pt、 Ag、 Cu、 Fe、 Co、 Ni、 Cr、 Mo、 Zr、 Ti、 Al、 Mg或Nb，所述的Y为0， S， C或N。 所述的含硅化合物SiX的混合物是指在硅化合物SiX中加入金属、合金、金属化合 物M^和非金属中的一种或多种，其加入量为小于相对于含硅化合物SiX的混合物总量的 30wt%。 6.根据上述1的方法金属化合物MY'熔盐的电解质中，其中M是指Ca、Ba、Li、Al、 Cs、Na、K或Sr， Y1为Cl或F。 7.根据上述1、5的方法含金属化合物MY1熔盐的电解质中指一种或多种电解质
^! . o 8.根据上述1的方法的电解质包含Ca0。 9.根据上述1的方法在阴极和阳极之间施加电压低于3. 2V。 10.根据上述1的方法在阴极和阳极之间施加电压低于电解质的分解电压。 11.根据上述1的方法电解在500-100(TC的温度下进行的。 12.根据上述1的方法电解过程完成后，产物即可随工作电极从熔盐中取出，如有 必要可放入新的纳米硅化合物(SiX)或含纳米硅化物(SiX)的混合物固态电极开始新一轮 电解，从而实现纳米硅、纳米硅线(管)的连续生产。 13.根据上述1的方法电解产物取出后，在惰性气氛下冷却至室温，然后在稀的无 机酸、水和有机溶剂中充分洗涤，在真空中干燥。所述的稀的无机酸可以是1% 3%体积 百分比的盐酸。 14.根据上述1的方法电解产物纳米硅、纳米硅线、纳米硅管的平均直径均小于 100nm。 15.根据上述1的方法电解产物中含有纳米硅、纳米硅线、纳米硅管的一种或多 种。 以纯纳米二氧化硅为原料电解产物典型的纳米硅线(管)扫描电子显微镜和透射 电子显微镜如图1、2所示，为直径为50-100nm，长度为2_5 y m的纳米线。产物X射线衍射 谱如图3所示，为硅晶体。产物高分辨透射电子显微镜图像如图4所示，表明硅纳米线表层 有一层无定形二氧化硅。经测量计算知硅的晶面间距为0.31nm，表明此硅面为(111)面。图5和图6为不同温度下以纯的纳米二氧化硅为原料制备的纳米硅线(管)。
下面的实施例用以说明本发明，实施例所述的原料中的"纳米Si02粉末"是指粒径 在100nm以下的粉末。实施例1-3涉及纯的Si02的电解还原制备纳米硅线(管)。
实施例1 将75wt^的纯度为99. 95%的平均粒径为0. 2 ii m的Si02粉末与25wt^的粘结 剂混合(以Si02粉末和粘结剂的总重量为100% )，通过机械压力在5MPa压制为直径大约 10mm，厚度1. lmm，在110(TC空气中加热约5小时，将烧结成型的Si02小片与导电的阴极集 流体复合作为阴极，以石墨棒作为阳极，以熔融CaCl2为电解质，在氩气的环境中，温度为 80(TC，用稳压器控制电压进行恒电压电解，槽电压为3. 0V。分别经过2h电解后将电解产物 依次用体积百分比1%稀盐酸、水、无水乙醇冲洗，真空干燥，得到产物如图l所示，为直径 50nm左右，长度为2-5微米的弯曲硅纳米线。
实施例2 将75wt^的纯度为99. 95%的平均粒径为0. 25 ii m的Si02粉末与25wt^的粘结 剂混合(以Si02粉末和粘结剂的总重量为100% )，通过机械压力在lOMPa压制为直径大 约10mm，厚度1. 2mm，在120(TC空气中加热约4小时，将烧结成型的Si02小片与导电的阴极 集流体复合作为阴极，以石墨棒作为阳极，以熔融CaCl2为电解质，在氩气的环境中，温度为 100(TC，用稳压器控制电压进行恒电压电解，槽电压为2. 0V。经过4小时电解后将电解产物 依次用体积百分比1%稀盐酸、水、无水乙醇冲洗，真空干燥，得到产物如图5所示，产物主 要为直径50-100nm，长度为2-5微米的弯曲硅纳米线/管，除此之外还含有少量微米级的球 形物。 实施例3 将75wt %的纯度为99. 95 %的纳米Si02粉末与25wt %的粘结剂混合(以Si02粉末 和粘结剂的总重量为100% )，通过机械压力在15MPa压制为直径大约10mm，厚度1. 5mm，在 IO(TC空气中加热约1. 5小时后升温至IIO(TC保温3小时，将烧结成型的Si02小片与导电 的阴极集流体复合作为阴极，以石墨棒作为阳极，以CaCl2+NaCl混盐为电解质(其中CaCl2 占混盐总重量的51%， NaCl占49% )，在氩气的环境中，温度为600°C ，用稳压器控制电压 进行恒电压电解，槽电压为2. 5V。经过5小时电解后将电解产物依次用体积百分比1%稀 盐酸、水、无水乙醇冲洗，真空干燥，得到产物如图6所示，产物主要为30-50nm的纳米微球， 在高分辨电镜下能看到产物中有极少量的略显弯曲的硅纳米线/管。 图7至图12为含硅化合物SiX的混合物为原料制备的纳米硅线(管)，实施例 4-10涉及二氧化硅中含有导电性物质电解还原制备硅纳米线(管)。
实施例4 将75wt %的纯度为99. 95 %的纳米Si02粉末与25wt %的分析纯300目Ag粉混匀 (以Si02粉末和Ag粉的总重量为100% )，加入重量为上述固体粉末的50%的蒸馏水，通 过机械压力在15MPa压制为直径大约10mm，厚度1. 5mm，在IO(TC氩气中加热约1. 5小时后 升温至80(TC保温3小时，将烧结成型的含Si02混合物小片与导电的阴极集流体复合作为 阴极，以石墨棒作为阳极，以CaCl^NaCl混盐为电解质(其中CaC^占混盐总重量的51%， NaCl占49 % )，在氩气的环境中，温度为800°C ，用稳压器控制电压进行恒电压电解，槽电压 为2. 5V。经过5小时电解后将电解产物依次用体积百分比1%稀盐酸、水、无水乙醇冲洗，
8真空干燥，得到产物如图7所示，产物直径30nm左右，长度为1微米左右的硅纳米线/管，所得纳米线/管略显弯曲表面光滑。
实施例5 将80wt %的纯度为99. 95 %的纳米Si02粉末与20wt %的分析纯粒径200nm的Co粉混匀(以Si02粉末和Co粉的总重量为100% )，加入重量为上述固体粉末的50%的蒸馏水，通过机械压力在4MPa压制为直径大约10mm，厚度1. 5mm，在15(TC氩气中加热约1. 5小时后升温至100(TC保温3小时，将烧结成型的含Si(V混合物小片与导电的阴极集流体复合作为阴极，以石墨棒作为阳极，以CaCl2+NaCl的熔融混盐为电解质(其中CaCl2占混盐总重量的51%， NaCl占49% )，在氩气的环境中，温度为800°C ，用稳压器控制电压进行恒电压电解，槽电压为2.2V。经过4小时电解后将电解产物依次用体积百分比1%稀盐酸、水、无水乙醇冲洗，真空干燥，得到产物如图8所示，产物为直径100nm左右，长度为1微米的硅纳米线/管，且线/管表面极其粗糙附着有许多10nm左右的小颗粒。
实施例6 将80wt^的纯度为99. 95%的纳米Si02粉末与20wt^的直径为2 3微米的Ni纤维混匀(以Si02粉末和Ni纤维的总重量为100% )，加入重量为上述固体总重的50%的无水乙醇，通过机械压力在15MPa压制为直径大约10mm，厚度1. 5mm，在IO(TC氩气中加热约
1. 5小时后升温至IOO(TC保温3小时，将烧结成型的含Si02混合物小片与导电的阴极集流体复合作为阴极，以石墨棒作为阳极，以CaCl2+NaCl的熔融混盐为电解质(其中CaCl2占混盐总重量的51%， NaCl占49% )，在氩气的环境中，温度为80(TC，用稳压器控制电压进行恒电压电解，槽电压为2. 0V。经过5小时电解后将电解产物依次用体积百分比1%稀盐酸、水、无水乙醇冲洗，真空干燥，得到产物如图9所示，为直径100nm左右，长度为6微米的硅纳米线/管，且线/管表面极其粗糙附着有许多10nm左右的小颗粒。 实施例7 将80wt %的纯度为99. 95 %的纳米Si02粉末与20wt %的粒径300nm的Si粉混匀(以Si(^粉末和Si粉的总重量为100% )，加入重量为上述固体粉末的50%的无水乙醇，通过机械压力在4MPa压制为直径大约10mm，厚度1. 5mm，在IO(TC氩气中加热约1. 5小时后升温至IOO(TC保温3小时，将烧结成型的含Si02混合物小片与导电的阴极集流体复合作为阴极，以石墨棒作为阳极，以CaCl2+NaCl的熔融混盐为电解质(其中CaCl2占混盐总重量的51%， NaCl占49% )，在氩气的环境中，温度为900°C，用稳压器控制电压进行恒电压电解，槽电压为2. 0V。经过5小时电解后将电解产物依次用体积百分比1%稀盐酸、水、无水乙醇冲洗，真空干燥，得到产物如图10所示，产物主要为50-80nm的球形颗粒。
实施例8 将80 %的纯度为99. 95 %的纳米Si02粉末与20 %的分析纯300目Cu粉混匀(以Si02粉末和Cu粉的总重量为100% )，加入重量为上述固体粉末的50%的蒸馏水，通过机械压力在6MPa压制为直径大约10mm，厚度1. 5mm，在15(TC氩气中加热约1. 5小时后升温至90(TC保温3小时，将烧结成型的含Si02混合物小片与导电的阴极集流体复合作为阴极，以石墨棒作为阳极，以CaCl2+NaCl的混盐为电解质(其中CaCl2占混盐总重量的51%， NaCl占49% )，在氩气的环境中，温度为80(TC，用稳压器控制电压进行恒电压电解，槽电压为
2. 5V。经过5小时电解后将电解产物依次用体积百分比1%稀盐酸、水、无水乙醇冲洗，真空干燥，得到产物如图11所示，为直径50-100nm左右，长度为5微米的笔直的硅纳米线。
实施例9 将80wt %的纯度为99. 95 %的纳米Si02粉末与20wt %的分析纯粒径5微米左右的石墨混匀(以Si(^粉末和石墨的总重量为100% )，加入重量为上述固体粉末的50%的蒸馏水，通过机械压力在6MPa压制为直径大约10mm，厚度1. 5mm，在15(TC氩气中加热约1. 5小时后升温至90(TC保温3小时，将烧结成型的含Si02混合物小片与导电的阴极集流体复合作为阴极，以石墨棒作为阳极，以CaCl2+NaCl的混盐为电解质(其中CaCl2占混盐总重量的51%， NaCl占49% )，在氩气的环境中，温度为80(TC，用稳压器控制电压进行恒电压电解，槽电压为2. 5V。经过5小时电解后将电解产物依次用1VX稀盐酸、水、无水乙醇冲洗，真空干燥，得到产物为直径150nm左右，长度为4微米的硅纳米线。
实施例10 将80%的纯度为99. 95%的纳米Si02粉末与20%的分析纯粒径100nm左右的CuO混匀(以Si02粉末和CuO的总重量为100% )，加入重量为上述固体粉末的50%的蒸馏水，通过机械压力在6MPa压制为直径大约10mm，厚度1. 5mm，在15(TC氩气中加热约1. 5小时后升温至90(TC保温3小时，将烧结成型的含Si02混合物小片与导电的阴极集流体复合作为阴极，以石墨棒作为阳极，以CaCl2+NaCl的混盐为电解质(其中CaCl2占混盐总重量的51%， NaCl占49% )，在氩气的环境中，温度为800°C，用稳压器控制电压进行恒电压电解，槽电压为2. 5V。经过5小时电解后将电解产物依次用1VX稀盐酸、水、无水乙醇冲洗，真空干燥，得到产物为直径70nm左右，长度为6微米的硅纳米线。
权利要求
一种从元素Si的化合物SiX的粉末直接制备Si的纳米粉末、纳米线和纳米管中的一种或几种的电化学方法，其特征是以化合物SiX为阴极，设置阳极，置于包含金属化合物熔盐的电解质中，在阴极和阳极之间施加电压，进行电解，在阴极制得Si的纳米粉末、Si的纳米线和Si的纳米管中的一种或几种，所述的X是指O，S，C或N。
2. —种从包含元素Si的化合物SiX的混合物的粉末直接制备含Si的纳米粉末、纳 米线和纳米管中的一种或几种的电解产物的电化学方法，其特征是以包含化合物SiX的 混合物为阴极，设置阳极，置于包含金属化合物熔盐的电解质中，在阴极和阳极之间施加电 压，进行电解，在阴极制得含有Si的纳米粉末、Si的纳米线和Si的纳米管中的一种或几种 的电解产物，所述的X是指0， S， C或N。
3. 按照权利要求2中所述的制备方法，其特征在于所述化合物SiX的混合物是指在 化合物SiX粉末中加入金属、合金、金属化合物M^和非金属中的一种或多种，其中金属、合 金、金属化合物和非金属为粉末。
4. 按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的金属为Au、Pt、Ag、Cu、Fe、Co、 Ni、Cr、Mo、Zr、Ti、Al、Mg、Nb中的一种或几种。
5 按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的合金为含有金属元素为Au、 Pt、 Ag、 Cu、 Fe、 Co、 Ni、 Cr、 Mo、 Zr、 Ti、 Al、 Mg、 Nb的两种或两种以上。
6. 按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的金属化合物M^中的M工为Au、 Pt、Ag、Cu、Fe、Co、Ni、Cr、Mo、Zr、Ti、Al、Mg或Nb，所述的Y为0， S， C或N。
7. 按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的非金属为C、Si、Ge、S、P、B中 的一种或几种。
8. 按照权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述含金属化合物熔盐的电解 质中的金属化合物的分子式为MY、其中M是指Ca、 Ba、 Li、 Al、 Cs、 Na、 K或Sr， Y1为Cl或F。
9 按照权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述含金属化合物熔盐的电解 质中指一种或多种电解质盐。
10. 按照权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述的电解质包含Ca0。
11. 按照权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于在阴极和阳极之间施加电压低 于3. 2V。
12. 按照权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于在阴极和阳极之间施加电压低 于电解质的分解电压。
13. 按照权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于电解在500-100(TC的温度下进 行的。
14. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的Si的纳米粉末平均直径小 于100nm。
15. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的Si的纳米线直径小于 100nm。
16. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的Si的纳米管直径小于100nm。
17. 按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的电解产物中含有Si的纳米粉末的直径小于100nm， Si的纳米线的直径小于lOOnm， Si的纳米管的直径小于100nmc
全文摘要
本发明提供一种从化合物SiX或包含化合物SiX的混合物直接制备硅纳米粉末、纳米线(管)的电化学方法。其特性是以化合物SiX或包含化合物SiX的混合物为阴极，设置阳极，置于包含金属化合物熔盐的电解质中，在阴极和阳极之间施加电压，控制反应条件，在阴极制得硅纳米粉末、纳米线(管)。本发明生产流程短、无污染、操作简单、原料易得、设备便宜，易于连续生产，同时为电化学法的应用于一维纳米材料的制备开辟了一个新领域，为制备硅纳米粉末、纳米线(管)探索出一条新途径。
文档编号C30B29/06GK101736354SQ20081022592
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月6日 优先权日2008年11月6日
发明者卢世刚, 张向军, 杨娟玉, 阚素荣 申请人:北京有色金属研究总院