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采用循环伏安法结合恒电位电解法研究在NaCl-KCl(摩尔比1∶1)和NaF-KCl(摩尔比1∶1)熔盐中,冶金级硅的电解过程。研究发现,在NaCl-KCl(摩尔比1∶1)熔盐中,以冶金级硅为阳极制备纳米线的阳极过程是Si→Si2+→Si4+两步电荷转移反应,阴极过程为Si4+→Si2+→Si两步电荷转移反应,都是两步完成的准可逆过程,受电化学反应和扩散传质混合控制。在NaF-KCl(摩尔比1∶1)熔盐中,阳极和阴极的电极过程分别是Si→Si2+→Si4+和Si4+→Si2+→Si两步电荷转移反应,是两步完成的准可逆过程,受电化学反应和扩散传质混合控制。 采用熔盐电解法,以冶金级硅为阳极,镍片为阴极,以NaCl-KCl熔盐为电解质对硅纳米线的制备进行了研究。考察了熔盐温度、电解电压和电解时间对硅纳米线制备的影响,确定合适的工艺条件为熔盐温度750℃,电解电压2.0V、电解时间10~20 h。该条件下,最低电流效率为19.86%,线状硅的平均直径小于75.8 nm。电解时间10h时,硅纳米线的纯度为99.9996%。电解时间为20 h时,硅纳米线的纯度为99.9992%。 在综合考虑硅纳米线的形貌、杂质去除率、电流效率等条件,合适的电解工艺条件为熔盐温度为750℃,电解电压为2.0 V,电解时间10~20 h。