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一直以来,使用廉价的二氧化硅或硅酸盐制备硅资料都需求较高的反响温度。现在工业上选用的办法依然是高温碳热复原法(1700℃),所制备的硅大都为块材,难以应用于锂离子电池负极资料。2007年至今,650℃条件下镁热复原二氧化硅是首要的制备纳米硅资料的办法,但该办法条件严苛,易发生副产物Mg
该作业是钱逸泰课题组熔盐系统顶用金属镁复原四氯化硅(SiCl4+Mg+AlCl3)制备硅纳米资料.Ed.2015,54,3822)的拓展性作业,但此次报导的作业因选用二氧化硅及各种硅酸盐为硅源,质料愈加易得、价格实惠公正,更易扩大,该作业的实用性愈加明显。别的,该作业可以用价格愈加廉价的金属Al为复原剂,反响中生成AlOCl,处理了长期以来铝热反响中生成慵懒的Al2O3而使反响无法低温下进行的问题,促进了反响在低温下的继续进行。
该办法适用于复原各种二氧化硅粉体和含硅酸盐的质料如玻璃纤维、分子筛等,以及矿藏如钾长石、硅藻土和生物矿藏质等,并且产率能到达70%以上。对本低温熔盐的反响机理深入研讨发现,AlCl3熔盐可以直接参加到该金属热复原进程。Mg和Al参加的复原反响分别为:4Al+3SiO2+2AlCl3=3Si+6AlOCl,2Mg+SiO2+6AlCl3=2MgAl2Cl8+2AlOCl+Si,该反响系统中的副产物AlOCl极易处理。将铝热复原硅酸盐制备的纳米硅用于锂离子电池负极资料测验标明,在3A/g的电流密度下循环1000圈,可逆比容量坚持870mAh/g,且首圈库仑功率高于80%,并具有非常好的倍率功能。
我国科大合肥微标准物质科学国家实验室及化学与资料科学学院钱逸泰教授和朱永春副研讨员为该论文一起通讯作者,2014级博士生林宁为该论文的榜首作者。该项研讨得到了国家自然科学基金的赞助。