[发明专利]一种聚合物修饰的三维有序介孔硅负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种聚合物修饰的三维有序介孔硅负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、称取三嵌段共聚物P123 3g充分溶解于2M的HCl溶液中，35℃恒温1h后，加入8g正硅酸乙酯，再于35℃恒温油浴24h；然后将混合溶液转移至具有聚四氟乙烯材料内衬的不锈钢反应釜中进行水热反应，密封；控制水热反应温度为105℃，反应时间为16h；

2)、将上述水热反应得到的样品抽滤，再用无水乙醇和去离子水交替洗涤至中性，在80℃下鼓风干燥12h；

3)、将上述样品置于马弗炉中，以5℃/min的升温速率升温至设定温度550℃，烧结6h后随炉冷却至室温，得到白色三维有序介孔二氧化硅前躯体；

4)、再将所得三维有序介孔二氧化硅前躯体与镁粉以质量比为1：1的比例混匀，在惰性气体氩气95％和氢气5％气氛下，于650℃煅烧6h，得到棕色混合样品；将棕色混合样品先放入2M的盐酸中除去氧化镁和未反应完的镁粉，然后放入5％氢氟酸溶液中除杂2h去除二氧化硅，制备得到三维有序介孔硅；

5)、将所得三维有序介孔硅超声分散于250ml去离子水中，加入相当于样品质量5％的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，超声分散30min后，低温搅拌30min，控制温度在0～5℃；

6)、将0.03ml吡咯单体加入上述低温溶液中，在低温下搅拌分散均匀；再将0.17g过硫酸铵溶解于蒸馏水中，转移至恒压滴液漏斗中并逐滴滴入上述溶液；

7)、在有氮气氛围下，低温搅拌反应24h后将样品过滤，再分别用无水乙醇和去离子水交替洗涤3次，最后在60℃温度下干燥6h即可制得聚吡咯修饰的三维有序介孔硅负极材料；

所述聚吡咯修饰的三维有序介孔硅负极材料为莲藕形棒状结构，比表面积为177.4m²/g，孔径分布主要在4nm。

2.一种聚合物修饰的三维有序介孔硅负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、称取三嵌段共聚物P123 4g充分溶解于2M硫酸溶液18ml蒸馏水中，35℃恒温1h后，加入8.4g正硅酸乙酯，再于35℃恒温油浴24h；然后将混合溶液转移至具有聚四氟乙烯材料内衬的不锈钢反应釜中进行水热反应，密封；控制水热反应温度为100℃时间为24h；

2)、将得到的样品抽滤，再用无水乙醇和水洗涤至中性，在80℃下鼓风干燥12h；

3)、将所得样品置于马弗炉中，以3℃/min的升温速率升温至设定温度550℃，烧结6h后随炉冷却至室温，得到白色三维有序介孔二氧化硅前躯体；

4)、将所得三维有序介孔二氧化硅与镁粉以1：0.88的质量比混匀，在惰性气体氩气90％和氢气10％气氛下，于700℃下煅烧9h，得到棕色混合样品，再经2M硫酸除去氧化镁和未反应完的镁粉，然后在经1％HF除杂6h除去二氧化硅，制备得到三维有序介孔硅；

5)、将所得三维有序介孔硅超声分散于250ml去离子水中，加入相当于样品质量5％的表面活性剂CTAB，超声分散30min后，低温搅拌30min，控制温度在0～5℃；

6)、将0.04ml苯胺单体加入上述低温溶液中，在低温下搅拌分散均匀；再将0.34g氯化铁溶解于蒸馏水中，转移至恒压滴液漏斗中，逐滴滴加入上述溶液；

7)、在有氩气氛围下，低温搅拌24h后将样品过滤，再分别用无水乙醇和去离子水交替洗涤3次，最后在60℃温度下干燥6h即可得到绿色聚苯胺修饰的三维有序介孔硅负极材料。

3.一种聚合物修饰的三维有序介孔硅负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、取3g三嵌段共聚物P123充分溶解于2M硫酸溶液和18ml蒸馏水中，35℃恒温1h后，加入6.2g正硅酸乙酯，再于35℃恒温油浴24h；然后将混合溶液转移至具有聚四氟乙烯材料内衬的不锈钢反应釜中进行水热反应，密封；控制水热反应温度为110℃水热，反应时间为12h；

2)、将得到的样品抽滤，再用无水乙醇和水洗涤至中性，在80℃下鼓风干燥12h；

3)、将所得样品置于马弗炉中，以10℃/min的升温速率升温至设定温度550℃，烧结6h后随炉冷却至室温，得到白色三维有序介孔二氧化硅；

4)、将白色三维有序介孔二氧化硅与镁粉以1：0.88的质量比混匀，在惰性气体氩气85％和氢气15％气氛下，于750℃煅烧6h，得到棕色混合样品，经2M硫酸除去氧化镁和未反应完的镁粉，在经5％HF除杂0.5h除去二氧化硅，制备得到三维有序介孔硅样品；

5)、将所得的三维有序介孔硅样品超声分散于250ml去离子水中，加入相当于样品质量5％的表面活性剂SDS，超声分散30min后，低温搅拌30min，控制温度在0～5℃；

6)、将0.05ml噻吩单体分散于上述低温溶液中，在低温下搅拌分散均匀；再将0.7g的双氧水转移至恒压滴液漏斗中，逐滴滴加入上述溶液；

7)、在有氩气氛围下，低温搅拌24h后将样品过滤，再分别用无水乙醇和去离子水交替洗涤3次，最后在60℃温度下干燥6h即可得到聚噻吩修饰的三维有序介孔硅负极材料。