[发明专利]一种镍纳米颗粒及硅镍纳米物质共同修饰的硅纳米线复合材料及制备方法

摘要

本发明公开一种镍纳米颗粒及硅镍纳米物质共同修饰的硅纳米线复合材料及制备方法，复合材料包括镍纳米颗粒、Si₂Ni纳米物质及硅纳米线，镍纳米颗粒尺寸在10‑30nm，Si₂Ni尺寸在20‑40nm，硅纳米线的直径为1‑500nm，长度为5‑200μm。复合材料中的硅纳米线是利用氧化物辅助合成得到的，是在没有金属催化剂的条件下，以硅及硅的氧化物作为原料，采用直接热蒸发的方法制得；再利用溶液化学还原法，氢氟酸刻蚀硅纳米线表面形成具有还原性的硅氢键，在190℃条件下与镍盐反应，得到镍纳米颗粒修饰的硅纳米线复合材料，其中还包含Si₂Ni纳米物质在其表面生成。硅基材料在室温下非常稳定，通过氧化辅助还原法时所采用的载气流量、反应温度和时间来加以调控，且本发明工艺简单，重复性好。

主权项

1.一种镍纳米颗粒及硅镍纳米物质共同修饰的硅纳米线复合材料，其特征在于，所述复合材料包括镍纳米颗粒、Si2Ni纳米物质及硅纳米线，所述镍纳米颗粒尺寸在10‑30nm，Si2Ni尺寸在20‑40nm，所述硅纳米线的直径为1‑500nm，长度为5‑200μm；其制备方法包括以下步骤：（1）在三氧化铝瓷舟中加入一氧化硅粉末，将装有一氧化硅粉末的三氧化铝瓷舟送入气氛保护的高温管式炉中，将高温管式炉密封并抽真空，然后连续通入氢气，加热升温至1000‑1300℃保持6‑10h，然后自然冷却至室温，得硅纳米线；（2）称取镍盐，加入溶剂，磁力搅拌至镍盐完全溶解，加入氢氧化钠溶液，持续搅拌4‑10h直至混合物变成透明溶液；其中氢氧化钠浓度为0.2‑1.0mol/L；（3）将步骤（1）得到的硅纳米线浸湿在氢氟酸溶液中5min后捞出，蒸馏水清洗干净后加入到步骤（2）混合物中，硅纳米线与镍盐按质量比1‑5:1，在190℃条件下回流加热1‑3h，反应结束后冷却至室温，得到的产物用蒸馏水和乙醇清洗，于60℃控温的烘箱中烘5‑10h，即得到镍纳米颗粒及硅镍纳米物质共同修饰的硅纳米线复合材料。