[发明专利]一种多孔硅-碳纳米管复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种多孔硅-碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)向金属盐溶液中加入硅粉，在搅拌状态下，添加碱液，得到混合液，所述混合液的pH为12.0-14.0，其中，所述金属盐包括铁盐、镍盐和钴盐中的一种或多种；

(2)将所述混合液转移至水热反应釜中，于120-200℃下，恒温反应4-30小时，反应结束后，反应液经过滤、洗涤和真空干燥后，收集得到前驱体；所述前驱体包括多孔硅基体和沉积在所述多孔硅基体表面和孔洞内的金属氧化物；

(3)将所述前驱体置于管式炉中，于惰性环境下，通入碳源，升温至650-800℃高温煅烧0.5-3小时后，得到多孔硅-碳纳米管复合材料粗品；

(4)对所述多孔硅-碳纳米管复合材料粗品进行酸处理，然后水洗至中性，经真空干燥后，收集得到多孔硅－碳纳米管复合材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅粉包括单质硅和氧化亚硅中的至少一种。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铁盐包括硫酸铁、硝酸铁、氯化铁、柠檬酸铁、硫酸亚铁、氯化亚铁和硝酸亚铁中的一种或多种；所述镍盐包括硝酸镍、硫酸镍、氯化镍和乙酸镍中的一种或多种；所述钴盐包括硫酸钴、硝酸钴、氯化钴和乙酸钴中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐中的金属与所述硅粉的质量比为(0.05-1):1。

5.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述硅粉的粒径为0.1μm-2μm。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，将所述前驱体置于管式炉中之后，于惰性环境下之前还包括：在空气气氛下，升温至500-700℃煅烧1-5h。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述酸处理过程包括将所述多孔硅-碳纳米管复合材料粗品均匀分散至酸性溶液中，然后经搅拌和过滤处理；其中，所述酸性溶液包括硝酸、盐酸和王水中的一种或多种。

8.一种由权利要求1-7任意一项的所述制备方法制得的多孔硅-碳纳米管复合材料，其特征在于，所述多孔硅-碳纳米管复合材料包括多孔硅基体，生长在所述多孔硅基体表面和孔洞内壁上的碳纳米管，所述多孔硅基体表面上未生长有所述碳纳米管的区域还覆盖有一碳沉积层。

9.如权利要求8所述的多孔硅-碳纳米管复合材料，其特征在于，所述碳纳米管的管径为8nm-12nm。

10.一种如1-7任意一项的所述制备方法制得的多孔硅-碳纳米管复合材料在电池领域中的应用。