[發明專利]一種三維納米多孔硅的制備裝置及制備系統

有效

• 申請號: 201611159904.4
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN106744672B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 洪捐;耿其東;周兆鋒;杜建周;黃因慧
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院;江蘇海州經濟開發區管理委員會
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 欒波

本發明涉及納米多孔硅材料的制備領域，提供了一種三維納米多孔硅的制備裝置，包括底座、激波發生器、激波電源、工作液槽、化學刻蝕反應容器以及溫度計，激波發生器設置于底座的頂部，工作液槽設置于激波發生器的頂部，化學刻蝕反應容器通過夾持裝置設置于工作液槽內，溫度計設置于化學刻蝕反應容器內，工作液槽內設置有加熱元件，激波電源設置于底座的側壁，激波發生器和加熱元件均與激波電源電路連接。該裝置操作簡單，且其制得的三維納米多孔硅產率、高孔洞分布均勻、孔徑尺寸均勻。本發明還提供了一種三維納米多孔硅的制備系統，其包括上述的三維納米多孔硅的制備裝置，該系統制得的三維納米多孔硅產率高品質好。

技術領域

本發明涉及納米多孔硅材料的制備領域，具體而言，涉及一種三維納米多孔硅的制備裝置及制備系統。

背景技術

三維納米結構具有獨特的介電特性、光電特性、微電子相容性以及大的比表面積，使其在敏感元件、傳感器、照明材料、光電器件、集成電路、太陽能電池和鋰電池領域廣泛應用。近年來，由于三維納米結構材料在鋰電池負極材料上的優良表現，國內外很多知名專家和研究機構開始進行基于硅顆粒的三維納米結構的研發工作，研究成果顯示基體材料硅顆粒主要來自于金屬冶金硅、晶體硅、硅鋁合金以及天然含硅材料，硅顆粒作為基體材料制備納米多孔硅的方法主要是采用不同形式的化學腐蝕。實驗結果顯示，各方法制備的三維納米結構在鋰電池上均有優異的性能表現，顯示了三維納米材料良好的結構特性。

但是目前制備出的三維納米結構也存在一定的問題。首先，硅顆粒的導電性不佳。作為鋰電池負極材料時，后期為提高導電性，對三維納米多孔硅還需要進行摻雜或包碳處理，增加了工藝難度和成本；其次，三維納米多孔硅的結構不均勻。隨著硅顆粒尺寸的減少，化學腐蝕過程中顆粒間腐蝕不均勻，特別是孔洞深度腐蝕有限，對于材料的性能有很大影響；再次，目前三維納米多孔硅的制備方法產量低，成本高。

發明內容

本發明提供了一種三維納米多孔硅的制備裝置，旨在改善現有的三維納米多孔硅的制備裝置操作復雜、產率低，制得的三維納米多孔硅表面孔洞分布不均勻，孔徑尺寸相差較大的問題。

本發明還提供了一種三維納米多孔硅的制備系統，其制備三維納米多孔硅的產率高，性能好。

本發明是這樣實現的：

一種三維納米多孔硅的制備裝置，包括底座、激波發生器、激波電源、工作液槽、化學刻蝕反應容器以及溫度計，激波發生器設置于底座的頂部，工作液槽設置于激波發生器的頂部，化學刻蝕反應容器通過夾持裝置設置于工作液槽內，溫度計設置于化學刻蝕反應容器內，工作液槽內設置有加熱元件，激波電源設置于底座的側壁，激波發生器的電路和加熱元件的電路均與激波電源的電路連接。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，夾持裝置包括相互連接的立桿和夾件，立桿固定連接于底座，夾件夾設于化學刻蝕反應容器的外壁。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，夾持裝置還包括升降桿、升降機，立桿中空且側壁沿長度方向開設有條狀開口，升降桿設置于立桿內，升降機設置于底座內，升降桿的底端與升降機連接，夾件遠離化學刻蝕反應容器的一端穿過條狀開口與升降桿連接。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，夾持裝置還包括橫桿，橫桿連接于立桿遠離底座的一端，溫度計遠離化學刻蝕反應容器的一端與橫桿連接。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，還包括抽吸泵，化學刻蝕反應容器的底部設置有過濾器，過濾器與化學刻蝕反應容器的底壁之間形成一個出液腔，化學刻蝕反應器對應出液腔的側壁開設有出液孔，出液孔與抽吸泵連通。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，過濾器包括過濾膜和過濾器主體，過濾膜的邊緣與過濾器主體可拆卸連接，過濾器主體與化學刻蝕反應容器的內壁可拆卸連接。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，化學刻蝕反應容器的內壁設置有用于放置過濾器主體的環形凸起，且過濾器主體與環形凸起之間設置有第一密封墊。