[发明专利]高分子导电聚合物包覆的多孔硅空心球的制备及其产品和应用

权利要求书

1.一种高分子导电聚合物包覆的多孔硅空心球的制备方法，其特征在于，利用介孔二氧化硅纳米空心球为模板和硅源，通过镁的热还原反应得到多孔硅纳米空心球，接着通过高分子导电单体原位聚合得到导电聚合物包覆的多孔硅纳米空心球复合材料，包括如下步骤：

多孔硅空心球的制备： 将镁粉和介孔二氧化硅纳米空心球混合均匀，使镁粉和介孔二氧化硅空心球的质量比为1~2：1，置于陶瓷舟中，放入管式炉，在氢氩混合气氛中加热至高温，升温速率为 2 ^oC min^-1，保温 4 小时，得到棕色粉末先在2M盐酸溶液中搅拌6小时，除去反应生成的氧化镁，然后用10 wt% 氢氟酸刻蚀掉单质硅表面的氧化层，最后用乙醇洗涤、离心和在 80 ^oC 下真空干燥 10 小时，即得到多孔硅空心球；

导电聚合物包覆的多孔硅纳米空心球的制备：将步骤b得到的多孔硅纳米空心球加入到含十二烷基硫酸钠水溶液中，超声 5 min；然后将导电聚合物单体和盐酸连续地加入，再将引发剂加入上述体系开始聚合，在冰水混合浴中搅拌 3 小时，去离子水洗涤、离心后真空烘干，即得到高分子导电聚合物包覆的多孔硅纳米空心球复合材料。

2.根据权利要求1所述高分子导电聚合物包覆的多孔硅空心球的制备方法，其特征在于，所述的介孔二氧化硅纳米空心球的制备：将0.3-0.5g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）溶于含有1%浓氨水的乙醇溶液200-400 ml中，在剧烈磁力搅拌下，快速加入2-5 mL正硅酸乙酯于上述溶液中，在35 ^oC 下搅拌24小时，得到的白色沉淀物用乙醇洗涤，离心后分散在去离子水中，在 90 ^oC 下水热反应48 小时，得到的产物用乙醇洗涤，随后水洗、离心、烘干即可得到介孔二氧化硅纳米空心球。

3.根据权利要求1所述高分子导电聚合物包覆的多孔硅空心球的制备方法，其特征在于，所述的镁粉和介孔二氧化硅纳米空心球的反应温度为550~750 ^oC，升温速率为 2 ^oCmin^-1。

4.根据权利要求1所述高分子导电聚合物包覆的多孔硅空心球的制备方法，其特征在于，所述的导电聚合物包括聚噻吩、聚吡咯和聚苯胺中的任意一种。

5.根据权利要求1或4所述高分子导电聚合物包覆的多孔硅空心球的制备方法，其特征在于，所述的引发剂包括过硫酸铵、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰。

6.根据权利要求1或4所述高分子导电聚合物包覆的多孔硅空心球的制备方法，其特征在于，所述的十二烷基硫酸钠溶液的浓度在0.1~1.0 mg/mL。

7.一种高分子导电聚合物包覆的多孔硅空心球，其特征在于根据权利要求1-6任一所述方法制备得到。

8.一种根据权利要求7所述高分子导电聚合物包覆的多孔硅空心球在锂电池中作为负极材料的应用。