多孔硅的模板限制镁热还原法制备及性能

陈珂 包志豪 刘冬 朱秀榕 张志华 周斌

引用本文: 陈珂, 包志豪, 刘冬, 朱秀榕, 张志华, 周斌. 多孔硅的模板限制镁热还原法制备及性能[J]. 物理化学学报, 2011, 27(11): 2719-2725. doi: 10.3866/PKU.WHXB20111110 shu
Citation:  CHEN Ke, BAO Zhi-Hao, LIU Dong, ZHU Xiu-Rong, ZHANG Zhi-Hua, ZHOU Bin. Confined Synthesis and Properties of Porous Silicon from Silica Aerogel Templates by Magnesiothermic Reduction[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2011, 27(11): 2719-2725. doi: 10.3866/PKU.WHXB20111110 shu

多孔硅的模板限制镁热还原法制备及性能

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51072137, 50802064) (51072137, 50802064)

    国家科技支撑计划(2009BAC62B02) (2009BAC62B02)

    教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-08-0405) (NCET-08-0405)

    教育部博士点基金(20090072110047, 20100072110054)资助项目 (20090072110047, 20100072110054)

摘要: 采用一种基于气-固反应机制的模板限制镁热还原法, 以SiO2气凝胶为模板在低温(650°C)下制备出一种高比表面积纳米多孔硅材料. 利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)和比表面积(BET)分析等表征手段对样品的成分、物相结构、微观形貌和孔结构进行分析, 并初步研究了材料的光学特性和电化学性能. 结果表明, 产物为纳米硅晶体颗粒组成的多孔结构, 保留了与原始气凝胶模板相似的微观形貌, 比表面积高达602 m2·g-1. 该材料在室温下表现出显著的红光光致发光特性, 且具有较高的储锂容量和较好的嵌入/脱出锂性能.

English

    1. [1]

      (1) Yang, H. B.; Hu, M.; Liang, J. R.; Zhang, X. R.; Liu, Z. G. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 1017. [杨海波, 胡明, 梁继然, 张绪瑞, 刘志刚. 物理化学学报, 2008, 24, 1017.](1) Yang, H. B.; Hu, M.; Liang, J. R.; Zhang, X. R.; Liu, Z. G. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 1017. [杨海波, 胡明, 梁继然, 张绪瑞, 刘志刚. 物理化学学报, 2008, 24, 1017.]

    2. [2]

      (2) Tian, J.; Zheng, D.; Zhang, X. G.; Zhang, B. H.; Xia, B. J.; Yang, H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2007, 23, 68. [田娟, 郑丹, 张熙贵, 张宝宏, 夏保佳, 杨辉. 物理化学学报, 2007, 23, 68.](2) Tian, J.; Zheng, D.; Zhang, X. G.; Zhang, B. H.; Xia, B. J.; Yang, H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2007, 23, 68. [田娟, 郑丹, 张熙贵, 张宝宏, 夏保佳, 杨辉. 物理化学学报, 2007, 23, 68.]

    3. [3]

      (3) Qu, Y.; Liao, L.; Li, Y.; Zhang, H.; Huang, Y.; Duan, X. Nano Lett. 2009, 9, 4539.  (3) Qu, Y.; Liao, L.; Li, Y.; Zhang, H.; Huang, Y.; Duan, X. Nano Lett. 2009, 9, 4539.  

    4. [4]

      (4) Schechter, I.; Ben-Chorin, M.; Kux, A. Anal. Chem. 1995, 67, 3727.  (4) Schechter, I.; Ben-Chorin, M.; Kux, A. Anal. Chem. 1995, 67, 3727.  

    5. [5]

      (5) Rong, J.; Masarapu, C.; Ni, J.; Zhang, Z.;Wei, B. ACS Nano 2010, 4, 4683.  (5) Rong, J.; Masarapu, C.; Ni, J.; Zhang, Z.;Wei, B. ACS Nano 2010, 4, 4683.  

    6. [6]

      (6) Park, J. H.; Gu, L.; Maltzahn, G. V.; Ruoslahti, E.; Bhatia, S. N.; Sailor, M. J. Nat. Mater. 2009, 8, 331.  (6) Park, J. H.; Gu, L.; Maltzahn, G. V.; Ruoslahti, E.; Bhatia, S. N.; Sailor, M. J. Nat. Mater. 2009, 8, 331.  

    7. [7]

      (7) Xu, D. S.; Guo, G. L.; Gui, L. L.; Zhang, B. R.; Qin, G. G. Acta Phys. -Chim. Sin. 1998, 14, 577. [徐东升, 郭国霖, 桂琳琳, 张伯蕊, 秦国刚. 物理化学学报, 1998, 14, 577.](7) Xu, D. S.; Guo, G. L.; Gui, L. L.; Zhang, B. R.; Qin, G. G. Acta Phys. -Chim. Sin. 1998, 14, 577. [徐东升, 郭国霖, 桂琳琳, 张伯蕊, 秦国刚. 物理化学学报, 1998, 14, 577.]

    8. [8]

      (8) Bao, Z.;Weatherspoon, M. R.; Shian, S.; Cai, Y.; Graham, P. D.; Allan, S. M.; Ahmad, G.; Dickerson, M. B.; Church, B. C.; Kang, Z.; Abernathy, H.W., III; Summers, C. J.; Liu, M.; Sandhage, K. H. Nature 2007, 446, 172.  (8) Bao, Z.;Weatherspoon, M. R.; Shian, S.; Cai, Y.; Graham, P. D.; Allan, S. M.; Ahmad, G.; Dickerson, M. B.; Church, B. C.; Kang, Z.; Abernathy, H.W., III; Summers, C. J.; Liu, M.; Sandhage, K. H. Nature 2007, 446, 172.  

    9. [9]

      (9) Richman, E. K.; Kang, C. B.; Brezesinski, T.; Tolbert, S. H. Nano Lett. 2008, 8, 3075.  (9) Richman, E. K.; Kang, C. B.; Brezesinski, T.; Tolbert, S. H. Nano Lett. 2008, 8, 3075.  

    10. [10]

      (10) Ibisate, M.; lmayo, D.; Lopez, C. Adv. Mater. 2009, 21, 2899.  (10) Ibisate, M.; lmayo, D.; Lopez, C. Adv. Mater. 2009, 21, 2899.  

    11. [11]

      (11) Shepherd, R. F.; Panda, P.; Bao, Z.; Sandhage, K. H.; Hatton, T. A.; Lewis, J. A.; Doyle, P. S. Adv. Mater. 2008, 20, 4734.  (11) Shepherd, R. F.; Panda, P.; Bao, Z.; Sandhage, K. H.; Hatton, T. A.; Lewis, J. A.; Doyle, P. S. Adv. Mater. 2008, 20, 4734.  

    12. [12]

      (12) Pierre, A. C.; Pajonk, G. M. Chem. Rev. 2002, 102, 4243.  (12) Pierre, A. C.; Pajonk, G. M. Chem. Rev. 2002, 102, 4243.  

    13. [13]

      (13) Pang, Y. C.; Gan, L. H.; Hao, Z. X.; Xu, Z. J.; Chen, L.W. Acta Phys. -Chim. Sin. 2005, 21, 1363. [庞颖聪, 甘礼华, 郝志显, 徐子颉, 陈龙武. 物理化学学报, 2005, 21, 1363.](13) Pang, Y. C.; Gan, L. H.; Hao, Z. X.; Xu, Z. J.; Chen, L.W. Acta Phys. -Chim. Sin. 2005, 21, 1363. [庞颖聪, 甘礼华, 郝志显, 徐子颉, 陈龙武. 物理化学学报, 2005, 21, 1363.]

    14. [14]

      (14) Chen, L.W.; Gan, L. H.; Hou, X. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2003, 19, 819. [陈龙武, 甘礼华, 侯秀红. 物理化学学报, 2003, 19, 819.](14) Chen, L.W.; Gan, L. H.; Hou, X. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2003, 19, 819. [陈龙武, 甘礼华, 侯秀红. 物理化学学报, 2003, 19, 819.]

    15. [15]

      (15) Li, G. A.; Zhu, T. L.; Ye, L. Y.; Deng, Z. X.; Zhang, Y. J.; Jiao, F.; Zheng, H. R. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 1811. [李贵安, 朱庭良, 叶录元, 邓仲勋, 张亚娟, 焦飞, 郑海荣. 物理化学学报, 2009, 25, 1811.](15) Li, G. A.; Zhu, T. L.; Ye, L. Y.; Deng, Z. X.; Zhang, Y. J.; Jiao, F.; Zheng, H. R. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 1811. [李贵安, 朱庭良, 叶录元, 邓仲勋, 张亚娟, 焦飞, 郑海荣. 物理化学学报, 2009, 25, 1811.]

    16. [16]

      (16) Zhu, T. L.; Li, G. A.; Ye, L. Y.; Deng, Z. X.;Wang, P. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 126. [朱庭良, 李贵安, 叶录元, 邓仲勋, 王鹏飞. 物理化学学报, 2009, 25, 126.](16) Zhu, T. L.; Li, G. A.; Ye, L. Y.; Deng, Z. X.;Wang, P. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 126. [朱庭良, 李贵安, 叶录元, 邓仲勋, 王鹏飞. 物理化学学报, 2009, 25, 126.]

    17. [17]

      (17) Al-Oweinia, R.; El-Rassy, H. J. Mol. Struct. 2009, 919, 140.  (17) Al-Oweinia, R.; El-Rassy, H. J. Mol. Struct. 2009, 919, 140.  

    18. [18]

      (18) Mawhinney, D. B.; Glass, J. A., Jr.; Yates, J. T., Jr. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 1202.  (18) Mawhinney, D. B.; Glass, J. A., Jr.; Yates, J. T., Jr. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 1202.  

    19. [19]

      (19) Ogata, Y. H.; Tsuboi, T.; Sakka, T.; Naito, S. J. Porous Mat. 2000, 7, 63.  (19) Ogata, Y. H.; Tsuboi, T.; Sakka, T.; Naito, S. J. Porous Mat. 2000, 7, 63.  

    20. [20]

      (20) Domashevskaya, E. P.; Kashkarov, V. M.; Manukovskii, E. Y.; Shchukarev, A. V.; Terekhova, V. A. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1998, 88, 969.  (20) Domashevskaya, E. P.; Kashkarov, V. M.; Manukovskii, E. Y.; Shchukarev, A. V.; Terekhova, V. A. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1998, 88, 969.  

    21. [21]

      (21) Kobeleva, S. P.; Sergeeva, T. G.; Leiferov, B. M.; Ivanova, A. L. Physica A 1997, 241, 398.  (21) Kobeleva, S. P.; Sergeeva, T. G.; Leiferov, B. M.; Ivanova, A. L. Physica A 1997, 241, 398.  

    22. [22]

      (22) Xu, D.; Guo, G.; Gui, L.; Tang, Y.; Qin, G. G. Pure Appl. Chem. 2000, 72, 237.  (22) Xu, D.; Guo, G.; Gui, L.; Tang, Y.; Qin, G. G. Pure Appl. Chem. 2000, 72, 237.  

    23. [23]

      (23) Xie, Y.;Wu, X. L.; Qiu, T.; Chu, P. K.; Siu, G. G. J. Cryst. Growth 2007, 304, 476.  (23) Xie, Y.;Wu, X. L.; Qiu, T.; Chu, P. K.; Siu, G. G. J. Cryst. Growth 2007, 304, 476.  

    24. [24]

      (24) Park, M. S.; Rajendran, S.; Kang, Y. M.; Han, K. S.; Han, Y. S.; Lee, J. Y. J. Power Sources 2006, 158, 650.  (24) Park, M. S.; Rajendran, S.; Kang, Y. M.; Han, K. S.; Han, Y. S.; Lee, J. Y. J. Power Sources 2006, 158, 650.  

    25. [25]

      (25) Kang, Y. M.; Lee, S. M.; Kim, S. J.; Jeong, G. J.; Sung, M. S.; Choi,W. U.; Kim, S. S. Electrochem. Commum. 2007, 9, 959.  (25) Kang, Y. M.; Lee, S. M.; Kim, S. J.; Jeong, G. J.; Sung, M. S.; Choi,W. U.; Kim, S. S. Electrochem. Commum. 2007, 9, 959.  

    26. [26]

      (26) Baranchu v, V.; Markevich, E.; Pollak, E.; Salitra, G.; Aurbach, D. Electrochem. Commun. 2007, 9, 796.  (26) Baranchu v, V.; Markevich, E.; Pollak, E.; Salitra, G.; Aurbach, D. Electrochem. Commun. 2007, 9, 796.  

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  • 发布日期:  2011-10-27
  • 收稿日期:  2011-07-18
  • 网络出版日期:  2011-09-01
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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