[发明专利]硅烷合成三维多孔硅粉末的方法及其应用

权利要求书

1.一种以硅烷合成三维多孔硅粉末的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将大孔聚合物微球加入反应器中，并在反应器中通入惰性气体，实现气氛置换；

S2：向反应器中同时通入硅烷和惰性气体，并将反应器加热至400～900℃，恒温反应3～24h，反应结束后停止通入硅烷和惰性气体，得到三维多孔硅粉末前驱体；

S3：立即向反应器中通入二氧化碳，将反应器加热至900～1500℃，恒温反应1～10h，以此去除所述三维多孔硅粉末前驱体中的模板，停止加热，并随反应器冷却至室温，得到三维多孔硅粉末。

2.根据权利要求1所述的一种以硅烷合成三维多孔硅粉末的方法，其特征在于，S1中所述大孔聚合物微球为大孔聚苯乙烯微球、大孔聚乙烯微球、大孔聚氯乙烯微球、大孔聚丙烯微球、大孔聚氨酯微球中的一种或多种的组合物。

3.根据权利要求2所述的一种以硅烷合成三维多孔硅粉末的方法，其特征在于，S1中所述大孔聚合物微球的平均粒径D50为3～25μm，大孔聚合物微球的孔隙尺寸为0.1～5μm。

4.根据权利要求3所述的一种以硅烷合成三维多孔硅粉末的方法，其特征在于，S1中通过大孔聚合物微球的选择性投加，实现多孔硅粉末中特定尺寸三维贯通孔洞/孔隙结构的制备，所述特定尺寸与特定大孔聚合物微球的特征尺寸相对应。

5.根据权利要求1所述的一种以硅烷合成三维多孔硅粉末的方法，其特征在于，所述反应器为流化床反应器或CVD反应器。

6.根据权利要求1所述的一种以硅烷合成三维多孔硅粉末的方法，其特征在于，S2中所述硅烷为甲硅烷、乙硅烷、丙硅烷、一氯甲硅烷、二氯甲硅烷、三氯甲硅烷、四氯甲硅烷中的一种或多种的组合物。

7.根据权利要求1所述的一种以硅烷合成三维多孔硅粉末的方法，其特征在于，所述惰性气体的流速为10～2000L/h，所述硅烷的流速为10～2000L/h，所述二氧化碳流速为10～2000L/h。

8.一种由权利要求1～7中任意一项所述方法制备的三维多孔硅粉末。

9.根据权利要求8所述的一种三维多孔硅粉末，其特征在于，所述三维多孔硅粉末的特征颗粒中，具有孔径尺寸为10-300nm的局部贯通或者全局贯通的三维贯通孔洞/孔隙结构。

10.一种权利要求8中所述三维多孔硅粉末在锂离子电池负极材料中的应用。