[发明专利]用于制备多孔硅微粒的电化学和化学蚀刻的组合方法

权利要求书

1.一种制备多孔硅微粒的方法,其中所述方法包括:

(a)电化学蚀刻硅基材,

其中所述电化学蚀刻包括将所述硅基材暴露于电流密度，和

其中所述电化学蚀刻在所述硅基材上制备多孔硅膜；

(b)从所述硅基材分离所述多孔硅膜，

其中所述分离包括以连续增量的方式逐渐增加电流密度；

(c)多次重复步骤(a)和(b)；

(d)根据步骤(a)电化学蚀刻所述硅基材以在该硅基材上制备多孔硅膜；

(e)化学蚀刻所述多孔硅膜和所述硅基材；和

(f)裂解所述多孔硅膜和所述硅基材以形成多孔硅微粒。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅基材包括硅晶片。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅基材的所述电化学蚀刻包括使用酸。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述酸包括氢氟酸。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电化学蚀刻包括把所述硅基材暴露于约1mA/cm²-约10mA/cm²的电流密度。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离步骤中的电流密度的逐渐增加包括通过每连续增量约1-2mA/cm²来增加电流密度。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将步骤(a)和(b)重复多于5次。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，重复步骤(a)和(b)直到不能从所述硅基材分离所述多孔硅膜。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，重复步骤(a)和(b)直到所述硅基材形成一种或更多种裂纹。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过把所述多孔硅膜和所述硅基材暴露于金属来进行所述化学蚀刻。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述金属选自下组：银、铜、铬、金、铝、钽、铅、锌、硅及其组合。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述金属是银。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述暴露导致使用金属涂覆所述多孔硅膜和所述硅基材。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下述的至少一种来进行所述裂解：物理研磨、粉碎、声波裂解法、超声波裂解法、超声波断裂、粉碎、超声波粉碎及其组合。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过超声波裂解法来进行所述裂解。

16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括使用粘合材料结合所述多孔硅微粒的步骤。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述粘合材料选自下组：粘合剂、碳材料、聚合物、金属、添加剂、碳水化合物及其组合。

18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述粘合材料包括选自下组的聚合物：聚丙烯腈(PAN)、热解聚丙烯腈(PPAN)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯酸(PAA)、羧甲基纤维素(CMC)和它们的组合。

19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述粘合材料是碳化的。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述粘合材料包括碳化聚丙烯腈。

21.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成的多孔硅微粒包括多个孔,其中该多个孔包括的直径为约1纳米-约5微米。

22.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个孔包括的直径为至少约50nm、小于约50nm、小于约2nm,及其组合。

23.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个孔包括分级孔。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述分级孔包括在大孔之内的微孔和介孔。

25.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成的多孔硅微粒的厚度为约10微米-约200微米。