高纯度纳米硅粉的制备及其在水中的分散工艺研究

摘要

采用直流电弧等离子体蒸发法制备高纯度纳米级硅粉,利用X射线衍射、X射线荧光分析、氮氧分析仪、透射电子显微镜和相应的选区电子衍射等测试手段对样品物理化学性质进行表征。采用紫外分光光度计法研究超声时间和不同的分散剂及其加入量对纳米硅粉在水介质中分散效果的影响。结果表明:制备出近球形、立方晶型结构的纳米硅粉,粒径分布窄,其纯度达到99.93%(质量比)。随着超声时间和分散剂浓度的增加,分散效果呈现先增大后趋向平稳的趋势,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对纳米硅粉在水介质中的分散效果最好。纳米硅粉在水介质中较好的分散工艺为:在pH=6、超声功率为560 W的情况下,CTAB加入量为4%,超声时间为80 min。分散后的硅粉比未分散的硅粉首次放电比容量提升14.93%,达到了2640 m Ah/g,首次库伦效率达到34.92%。