[发明专利]一种熔盐电解制备蠕虫状锗基纳米线及应用

权利要求书

1.一种蠕虫状锗基纳米线的制备方法，其特征在于，蠕虫状锗基纳米线的成分为锗或锗与非金属单质的混合物或/和复合物；非金属单质选自石墨、石墨烯、碳纳米管、白磷、红磷、黑磷、硅粉中至少一种；所述蠕虫状锗基纳米线为直径30～500nm的不定向短程弯曲线状结构；采用熔盐电解法制备，包括以下步骤：

(1)将二氧化锗或二氧化锗与非金属单质作为载物原料与液体分散介质混合均匀，再与有机载体基质原料混合均匀，进行分散、干燥；

(2)将步骤(1)所得分散干燥的混合粉末经过压力成型后，高温保温热处理形成混合物极片，混合物极片密实度为20％～50％；高温保温热处理为：控制温度为600～1000℃，保温时间为0.5h-3h；

(3)以步骤(2)所得混合物极片作为阴极，以石墨作为阳极，加入盐熔体电解质，进行电解，所得电解产物进行洗涤、干燥后，即得。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(1)二氧化锗与非金属单质的质量比5～100：5～50，载物原料与载体基质原料的质量比5～100：5～70；将载物原料与液体分散介质混合制成固含量为30～70wt％的浆料，液体分散介质选择去离子水或无水乙醇中的一种。

3.按照权利要求2的方法，其特征在于，步骤(1)二氧化锗与非金属单质的质量比为9～95:5。

4.按照权利要求1的方法，其特征在于，有机载体基质原料选自有机粘结剂、水凝胶；

有机粘结剂选自聚乙烯醇、聚丙烯腈、纤维素钠、酚醛树脂中至少一种；水凝胶选自多糖类或/和多肽类；步骤(1)中分散、干燥中干燥指冷冻干燥、超临界干燥、鼓风干燥。

5.按照权利要求4的方法，其特征在于，所述的冷冻干燥是指，液氮冷冻2～5次，然后放入冷冻干燥机中冷冻干燥10～48h。

6.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(2)通过调节保温温度、气氛、保温时间参数获得所需的不同极片，气氛选择氩氢、氩气、氦气、氮气、合成空气，使得所述极片符合电解需求。

7.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述盐熔体电解质选用CaCl₂或由CaCl₂以及其它盐组成的混合盐，所述其它盐选用KCl、NaCl、MgCl₂、LiCl、KF、NaF、K₂SiF₆、Na₂SiF₆、MgF₂、CaF₂、LiF、BaF₂中的一种或多种；步骤(3)所述电解过程中，电解电压需低于电解质的理论分解电压，但需高于GeO₂在所述电解质熔盐中的理论分解电压，电解时间为电解电量达到理论所需电量及以上的时间；其中，GeO₂在上述电解质熔盐中理论分解电压，随熔盐成分和温度变化而变化，理论所需电量为GeO₂变成单质Ge所消耗电子的电量，其随极片中GeO₂含量变化而变化。

8.按照权利要求7的方法，其特征在于，电解为在惰性气体保护、温度500～1000℃、电压1.2～2.1V恒压电解10～24小时；所述惰性气体选用氩气、氮气。

9.按照权利要求8的方法，其特征在于，在惰性气体保护、温度600～800℃、电压1.3～2.0V恒压电解15～20小时。

10.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(3)所述洗涤为依次用去离子水、无机酸和无水乙醇冲洗，从而充分清除产品中残留的熔融盐杂质；所述无机酸是盐酸、硫酸、磷酸中的一种或多种的混合酸；所述干燥为真空干燥。