武汉理工大学材料学院麦立强

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最近，美国威斯康星大学麦迪逊分校的金松（Song Jin）教授和武汉理工大学的麦立强教授等人合作，在低温三元混合熔融盐中电解制备硅纳米线方面取得了重要的进展。该工作通过类似Hall–Héroult工业炼铝的方法，创新性地在低温下电解硅，不仅大幅度降低了电解的温度，同时保证了电解的产率。该过程使用CaCl2-MgCl2-NaCl三元混合熔融盐，并通过两电极法在恒压下进行电解。

在该工作中，作者对熔融盐体系进行了细致而系统的探索。研究发现，在熔融盐中加入适量的CaO可以增加熔融盐中O2-的含量，从而促进反应的发生，提高电解硅的产量；同时进一步控制熔融盐的种类、比例、温度及电压，利用硅酸钙在混合熔融盐中溶解度与温度的关系，成功将电解温度从850 ℃降低至650 ℃，在低温下电解制备了硅纳米线。

通过对不同电压下的电解进行研究，作者发现当使用恒压在1.6 V下持续电解时，硅纳米线的产量最为稳定可观。电解制备的硅纳米线作为高容量锂离子电池负极材料表现出优异的循环性能。此外，作者模拟废弃玻璃的回收实验，证明回收的废弃玻璃可以作为电解制备硅的材料来源。这对于大规模的低成本、高效、可持续制备高质量的硅纳米线具有创新性的突破，有望实现产业化的应用。该工作的思路也可用于利用熔融盐体系制备其他常规方法难以制备的材料。

硅纳米线的表征

相关成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition上，通讯作者是美国威斯康星大学麦迪逊分校的金松教授与武汉理工大学的麦立强教授。