纳米活性硅肥
硅肥、长效硅钾肥及其肥效
硅肥、长效硅钾肥及其肥效 （一）什么是硅肥,硅肥是一种以含硅酸钙为主的矿物肥料，亦称硅钙肥或硅钙镁肥，呈微碱性，不溶于水，可溶于酸。硅肥的外观根据制造原料的不同，呈白色、灰褐色或黑色粉未。具有无毒、无嗅、无腐蚀性、不变质及不易流失等特征，硅肥密度5000～3000千克／立方米，其矿物组成主要为无定形的玻璃体。硅肥主要组成为：CaSi03、Ca2SiO4、Mg2SiO4、Ca3Mg（SiO4）2等。硅肥中还含有多种微量元素，如Mn、Cu、Zn、Co等。 （二）硅肥为什么能使农作物增产硅肥既可以作肥料，提供养分，又可用作土壤调理剂，改良土壤。此外，还兼有防病、防虫和减毒的作用。具体有以下作用： 1.硅是植物体组成的重要营养元素。大部分植物体都含有大量硅，如生产1000千克稻谷，水稻地上部分Si02的吸收量达150千克，超过水稻吸收氮、磷、钾的总和。粮食产量越高、施用氮肥越多硅肥的需要量越大。 2.作物吸收硅后，形成硅化细胞提高植物细胞壁强度，株型挺拔茎叶直立，利于密植，提高叶面的光合作用，有利于通风透光和有机物的积累。硅素能提高植株叶绿素含量，延长生育期，促进植物生长。由此，硅肥改变了作物的群体结构，对作物的增产潜力是很大的。 3.硅化细胞的形成使作物表层细胞壁加厚，角质层增加，从而增强对病虫害的抵抗能力，特别是对稻瘟病、稻飞虱、叶斑病、茎腐病、小粘菌核病、白叶枯病、小麦白粉病、锈病、螟虫、蚜虫等病虫害的抵抗能力。这样可以减少农药用量。 4.硅素能增强植株基部秸秆强度，使作物导管的刚性增强、增强植物内部通气性，从而增强根系的氧化能力，防止根系早衰与腐烂，增强抗倒伏能力。如桂对水稻烂根病有较强的防治作用，特别硅肥能防治高产水稻小麦等作物倒伏。 5.作物中的硅化细胞能够有效地调节叶面气孔开闭及水分蒸腾。因此，施用硅肥后增强了作物抗旱、抗干热风及抗低温的能力。 6.硅能减少磷肥在土壤中的固定，同时有活化土壤中的磷及促进磷在植物体内运转作用，从而提高磷肥的利用率和作物的结实率。 7.硅素能增强花粉活力，增加瓜果类作物的成果率。 8.硅肥是保健肥料，能改良土壤，提高土壤盐基，促进有机肥分解，抑制土壤病菌。 9.硅是品质元素，有改善农产品品质的作用，使产品色香味俱佳，且耐贮存及运输。 10.硅肥能防治重金属对农田污染，这对我国利用城市污水灌溉、利用污泥作肥料的地区防止重金属镉、锰、铅等对作物污染有重要意义。硅肥也能防治硫化氢、甲烷等对作物根系的危害。 硅的化学性质比较活泼，在自然界中分布十分广泛，主要存在形式 是二氧化硅和硅酸盐，植物的生长也需要硅，它可以调解各种肥料在植物中的有效
非晶硅太阳能电池研究毕业论文
非晶硅太阳能电池 赵准 （吉首大学物理与机电工程学院，湖南吉首 416000） 摘要：随着煤炭、石油等现有能源的频频告急和生态环境的恶化．使得人类不得不尽快寻找新的清洁能源和可再生资源。其中包括水能、风能和太阳能，而太阳能以其储量巨大、安全、清洁等优势使其必将成为21世纪的最主要能源之一。太阳是一个巨大的能源，其辐射出来的功率约为其中有被地球截取，这部分能量约有的能量闯过大气层到达地面，在正对太阳的每一平方米地球表面上能接受到1kw左右的能量。 目前分为光热发电和光伏发电两种形式。太阳能热发电是利用聚光集热器把太阳能聚集起来，将一定的工质加热到较高的温度（通常为几百摄氏度到上千摄氏度），然后通过常规的热机动发电机发电或通过其他发电技术将其转换成电能。光伏发电是利用界面的而将光能直接转变为电能的一种技术。目前光—电转换器有两种：一种是光—伽伐尼电池，另一种是光伏效应。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件，将光伏组件串联起来再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。因为光伏发电规模大小随意、能独立发电、建设时间短、维护起来也简单．所以从70年代开始光伏发电技术得到迅速发展，日本、德国、美国都大力发展光伏产业，他们走在了世界的前列，我国在光伏研究和产业方面也奋起直追，现在以每年20％的速度迅速发展。 关键词：光伏发电；太阳能电池；硅基太阳能电池；非晶硅太阳能电池
1.引言 1976年卡尔松和路昂斯基报告了无定形硅（简称a一Si）薄膜太阳电他的诞生。当时、面积样品的光电转换效率为2．4％。时隔20多年，a一Si太阳电池现在已发展成为最实用廉价的太阳电池品种之一。非晶硅科技已转化为一个大规模的产业，世界上总组件生产能力每年在50MW以上，组件及相关产品销售额在10亿美元以上。应用范围小到手表、计算器电源大到10Mw级的独立电站。涉及诸多品种的电子消费品、照明和家用电源、农牧业抽水、广播通讯台站电源及中小型联网电站等。a一Si太阳电池成了光伏能源中的一支生力军，对整个洁净可再生能源发展起了巨大的推动作用。非晶硅太阳电他的诞生、发展过程是生动、复杂和曲折的，全面总结其中的经验教训对于进一步推动薄膜非晶硅太阳电池领域的科技进步和相关高新技术产业的发展有着重要意义。况且，由于从非晶硅材料及其太阳电池研究到有关新兴产业的发展是科学技术转化为生产力的典型事例，其中的规律性对其它新兴科技领域和相关产业的发展也会有有益的启示。本文将追述非晶硅太阳电他的诞生、发展过程，简要评述其中的关键之点，指出进一步发展的方向。 2.太阳能电池概述 .太阳能电池原理 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应把光能转化成电能的装置。太阳能电池以光电效应工作的结晶体太阳能电池和薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生伏特效应就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。 为了理解太阳能电池的运做，我们需要考虑材料的属性并且同时考虑太阳光的属性。太阳能电池包括两种类型材料，通常意义上的P型硅和N型硅。在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体掺杂了能俘获电子的硼、铝、镓、铟等杂质元素，那么就构成P型半导体。如果在硅晶体面中掺入能够释放电子的磷、砷、锑等杂质元素，那么就构成了N型半导体。若把这两种半导体结合在一起，由于电子和空穴的扩散，在交接面处便会形成PN结，并在结的两边形成内建电场。太阳光照在半导体 p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n 区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应，也是太阳能电池的工作原理。 太阳能电池种类 太阳能电池的种类有很多，按材料来分，有硅基太阳能电池（单晶，多晶，非晶），化合物半导体太阳能电池（砷化镓（GaAs），磷化铟（InP），碲化镉（CdTe）, 铜铟镓硒（CIGS）），有机聚合物太阳能电池(酞青，聚乙炔)，染料敏化太阳能电池，纳米晶太阳能电池；按结构来分，有体结晶型太阳能电池和薄膜太阳能电池。
纳米硅碳负极材料研究报告
纳米硅碳负极材料研究报告 0引言 自1991年SONY公司以石油焦炭为负极材料将锂离子电池推向商业化以来，因其出色的循环寿命、较高工作电压、高能量密度等特性，锂离子电池一经推出就受到人们的广泛关注，迅速成为能源储存装置中的明星。近年来，随着新能源交通工具(如EV和HEV)的发展，对锂离子电池提出了更高的要求。作为锂离子电池关键部分的负极材料需要具备在Ii 的嵌入过程中自由能变化小，反应高度可逆;在负极材料的固态结构中有高的扩散率;具有良好的电导率;优良的热力学稳定性以及与电解质良好的相容胜等。研究者们通过开发具有新颖纳米结构的碳材料和非碳材料，来提高作为锂离子电池负极的嵌铿性能。然而，这些新颖的材料，如Sn, Si, Fe、石墨烯、碳纳米管，等，虽然其理论嵌铿容量较高(Sn和Si的理论嵌铿容量分别为994mAh/g和4 200 mAh/g ，但由于制备工艺相当复杂，成本较高，而且在充放电过程中存在较大的体积变化和不可逆容量。因此，若将其进行商业化应用还需要解决许多问题。 锂离子电池具有高电压、高能量、循环寿命长、无记忆效应等众多优点，已经在消费电子、电动土具、医疗电子等领域获得了少’一泛应用。在纯电动汽车、混合动力汽车、电动自行车、轨道交通、航空航天、船舶舰艇等交通领域逐步获得推少’一。同时，锉离子电池在大规模可再生能源接入、电网调峰调频、分布式储能、家庭储能、数据中心备用电 源、通讯基站、土业节能、绿色建筑等能源领域也显示了较好的应用前景 1不同负极材料的特点评述 天然石墨有六方和菱形两种层状品体结构同，具有储量大、成本低、安全无毒等优点。在锉离子电池中，天然石墨粉末的颗粒外表面反应活性不均匀，品粒粒度较大，在充放电过程中表面品体结构容易被破坏，存在表面SEI膜覆盖不均匀，导致初始库仑效率低、倍率性能不好等缺点。为了解决这些问题，可以采用颗粒球形化、表面氧化、表面氟化、表面包覆软碳、硬碳材料以及其它方式的表面修饰和微结构调整等技术对天然石墨进行改性处理。从成本和性能的综合考虑，目前土业界石墨改性主要使用碳包覆土艺处理。商业化应用的改性天然石墨比容量为340~ 370 mA·h/g，首周库仑效率90%~93%，100% DOD循环寿命可达到1000次以上，基本可以满足消费类电子产品对小型电池的性能要求。 2硅碳负极材料应用前景 近年来，我国锂离子电池产业发展迅速，全球市场份额不断攀升，在大规模的锂离子电池产业投资的带动下，锂离子电池负极材料的需求不断上升。硅负极相比石墨负极具有更高的质量能量密度和体积能量密度，采用硅负极材料的锉离子电池的质量能量密度可以提升8%以上，体积能量密度可以提升10%以上，同时每千瓦时电池的成本可以下降至少3%，因此硅负极材料将具有非常广阔的应用前景。新能源汽车产业是全球汽车产业的发展方向，也是我国重要的新兴战略产业之一，未来10年将迎来全球汽车产业向新能源汽车转型和升级的战略机遇。新能源汽车主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车。其中，纯电动汽车完全使用动力电池驱动，对电池容量需求最大，要求锉离子电池容量平均为30 kW /h。自2010年起，动力类锉离子电池受益于技术提升和成本降低，逐渐替代镍锅,镍氢电池，成为新能源汽车广泛使用的动力电池。根据中国汽车工业协会统计，我国新能源汽车产量由2011年的8000辆左右增至2015年的34万辆，而销量则由2011年的8000辆左右增至2015年的33万辆，年均复合增长率均超过150% o在各种利好政策的影响下，2014
微硅粉和硅微粉的区别
微硅粉和硅微粉的区别有哪些？ 目前国内大部分生产硅微粉与微硅粉的厂商对二者的概念混为一谈，仅从字面意思上理解，把二者看做是一种产品。那么两者之间到底有何区别呢？现在，就让笔者就和大家分析一下他们之间的差异。 一、硅微粉与微硅粉市场现状的差异：世界上只有中国、美国、德国等少数国家具备硅微粉生产能力，中国硅微粉的市场主要还是在国内，集中在安徽凤阳，浙江湖州，辽宁铁岭等地，出口量相对来说比较小。微硅粉的市场多集中在国外，国外在微硅粉的使用中已经获取了巨大的经济利益，加工后高价卖到国内的建筑、水泥、化肥等领域。 二、硅微粉与微硅粉的生产流程上的差异：硅微粉是由天然石英（SiO2）或熔融石英（天然石英经高温熔融、冷却后的非晶态SiO2）经破碎、球磨（或振动、气流磨）、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道工艺加工而成的微粉。微硅粉是铁合金在冶炼硅铁和工业硅（金属硅）时，矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO2和Si气体，气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。 三、硅微粉与微硅粉外观上的差异：从外观上来说，硅微粉其质纯、色白、颗粒均衡，是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料；而微硅粉则根据硅石原料、还原剂或炉况的不同，绝大多数微硅粉呈灰色或深灰色。在形成过程中，因相变的过程中受表面张力的作用，形成了非结晶相无定形圆球状颗粒，且表面较为光滑，有些则是多个圆球颗粒粘在一起的团聚体。 四、硅微粉与微硅粉性能和用途差异：从硅微粉与微硅粉性能或作用上硅业在线是这么划分的：硅微粉概括的说具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能。根据其用途硅微粉分为以下几类：普通硅微粉、电工级硅微粉、电子级硅微粉系列、熔融石英硅微粉、超细石英硅微粉、纳米硅微粉。而微硅粉的作用主要作用有如下几个方面： 1．VCEM微硅粉用于砂浆与砼中：高层建筑物、海港码头、水库大坝、水利涵闸、铁路公桥梁、地铁、隧道、机场跑道、砼路面以及煤矿巷道锚喷加固等。 2．材料工业中：高档高性能低水泥耐火浇注料及预制件，使用寿命是普通浇注料的三倍，耐火度提高约 100℃，高温强度及抗热震性能都明显改善；已普遍应用于：焦炉、炼铁、炼钢、轧钢、有色金属、玻璃、陶瓷及发电等行业；大型铁沟及钢包料、透气砖、涂抹修补料等；自流型耐火浇注材料及干湿法喷射施工应用；氧化物结合碳化硅制品（陶瓷窑窑具、隔焰板等）；高温型硅酸钙轻质隔热材料；电瓷窑用刚玉莫来石推板。；高温耐磨材料及制品；刚玉及陶瓷制品；赛隆结合制品；目前除在浇注型耐火材料中普遍使用之外，在电熔和烧结型耐火材料亦获得大量应用。 3．新型墙体材料、饰面材料：1墙体保温用聚合物砂浆、保温砂浆、界面剂。 4．水泥基聚合物防水材料。 5．轻骨料保温节能砼及制品。 6．内外墙建筑用腻子粉加工。 7．其他用途： ①硅酸盐砖原料。②生产水玻璃。③用做有机化合物的补强材料。④化肥行业中用作防结块剂。 五、硅微粉与微硅粉指标的差异：从指标上来看，也有很多不同之处。硅微粉与微硅粉的化学成分基本上是相同的，只不过硅微粉的含硅量比较高，基本都在99%以上，而微硅粉的含硅量一般都在80-92%,94%以上都属于很不常见的。从粒度上来说，硅微粉由天然石英加工而成的，粒度比较大，是一种粉状态。而微硅粉的细度小于1靘的占80%以上，平均粒径在0.1-0.3靘，是一种灰状态。从以上我们可以看出硅微粉与微硅粉有着本质的区别，性质不同决定着二者本质的不同。
深度解析硅肥2
深度解析硅肥（精华版） 硅肥发展历程 1787年，“近代化学之父”法国著名化学家、生物学家，拉瓦锡（Lavoisier）首次发现硅存在于岩石中。1926年，美国加州大学开始研究硅肥并肯定了硅肥的效果。 现在硅肥在农业发达国家已被大面积推广和使用！在中国的水稻和甘蔗区域已经开始有大面积的推广使用。 硅肥的分类 水溶性硅肥 主要有硅酸钠、硅酸钾、过二硅酸钠和偏硅酸钠等，属于速效性肥料，见效快。缺点是pH值偏高，价格较贵。 枸溶性硅肥 主要由高炉熔渣——水淬渣和黄磷矿渣等经机械磨细制作成的粉状或颗粒状硅 钙肥。该类硅肥pH值为碱性，含有效二氧化硅20%~30%，氧化钙30%左右。其优点是属于废弃物资源化利用，具有循环经济的特点，其农学、经济和环境效益高，价格较低，但缺点是用量过大，运输不便。 生物硅肥 主要是硅酸盐菌剂，属于具有解钾、解磷、解硅作用的芽孢杆菌，能将土壤中的硅酸盐矿物分解并释放出有效钾、磷和硅。其优点是利用土壤中的含硅矿物，具有绿色环保的理念，缺点是产品价格过高，其增产效果的稳定性有待进一步观察与试验。 火山硅 是国际最近新发现的可利用的高效硅能源，因其经过火山喷发时高达8000℃的高温煅烧，水溶性硅含量是工业固体废物加工而成的硅肥的4~5倍，同时不含有重金属等有害物质，价格相对适中，比较有潜力。 硅肥的重要作用 1、是植物生长的大量增产元素 绝大部分植物体内含有硅。特别是水稻、甘蔗，近年来其营养作用被认为仅次于N、P、K居第四位。检测表明，生产1000公斤稻谷，二氧化硅吸收量高达150公斤，超过水稻吸收氢磷钾的总和。水稻、小麦、大麦、大豆、扁豆、茴香六种作物灰分中，硅磷钾钙等7种营养元素的氧化物占灰分80%以上，其中硅氧化物占16～61.4%。 2、是一种保健性营养元素肥料
微硅粉与硅微粉区别
微硅粉与硅微粉辨析 目前国内大部分生产硅微粉与微硅粉的厂商对二者的概念混为一谈，仅从字面意思上理解，把二者看做是一种产品。为了区分二者之间的关系，澄清市场的混乱状态，减少企业的损失，笔者将从外观、性能、生产流程、用途、指标、市场现状等各方面对这两种产品做具体的分析。 一．硅微粉与微硅粉市场现状当前来说，世界上只有中国、美国、德国等少数国家具备硅微粉生产能力，中国硅微粉的市场主要还是在国内，集中在安徽凤阳，浙江湖州，辽宁铁岭等地，出口量相对来说比较小，太阳能产业的加速又促使硅微粉的市场需求迅猛增长，硅微粉呈现出供不应求的局面。微硅粉的市场多集中在国外，而微硅粉在中国还属于一中粗放型的工业副产品，国外在微硅粉的使用中已经获取了巨大的经济利益，加工后高价卖到国内的建筑、水泥、化肥等领域，。而国内专门做微硅粉的企业甚少，产量较大的还是东北、西北地区的几家大的铁合金企业，环保设备达标，回收回来的微硅粉硅含量比较高，而大连千年矿业的微硅粉是目前国内自己的品牌，已经在行业中有了一定的影响。 二．硅微粉与微硅粉的生产流程上的差异，硅微粉是由天然石英（SiO2）或熔融石英（天然石英经高温熔融、冷却后的非晶态SiO2）经破碎、球磨（或振动、气流磨）、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道工艺加工而成的微粉。微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰，也有人叫硅粉。是铁合金在冶炼硅铁和工业硅（金属硅）时，矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO2和Si气体，气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。 三．硅微粉与微硅粉外观上的差异，从外观上来说硅微粉与微硅粉基本也是比较容易辨别的，硅微粉其质纯、色白、颗粒均衡，是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料；根据硅石原料、还原剂或炉况的不同，绝大多数微硅粉呈灰色或深灰色。在形成过程中，因相变的过程中受表面张力的作用，形成了非结晶相无定形圆球状颗粒，且表面较为光滑，有些则是多个圆球颗粒粘在一起的团聚体。 四．硅微粉与微硅粉性能和用途差异，从硅微粉与微硅粉性能或作用上硅业在线是这么划分的：硅微粉概括的说具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能。根据其用途硅微粉分为以下几类：普通硅微粉、电工级硅微粉、电子级硅微粉系列、熔融石英硅微粉、超细石英硅微粉、.纳米硅微粉。而微硅粉的作用主要作用有如下几个方面： 1．用于砂浆与砼中：高层建筑物、海港码头、水库大坝、水利涵闸、铁路公桥梁、地铁、隧道、机场跑道、砼路面以及煤矿巷道锚喷加固等。 2．材料工业中：高档高性能低水泥耐火浇注料及预制件，使用寿命是普通浇注料的三倍，耐火度提高约 100℃，高温强度及抗热震性能都明显改善；已普遍应用于：焦炉、炼铁、炼钢、轧钢、有色金属、玻璃、陶瓷及发电等行业；大型铁沟及钢包料、透气砖、
硅肥的功效
硅肥的作用 提起硅肥，一般认为水稻容易缺硅，造成叶片松弛、有枯斑，茎秆直立性差，易倒伏，易早衰，产量大大降低，但对它在作物上的其它作用很少知道。其实，硅是继氮磷钾之后植物所需的第四种元素。 硅对作物的产量和质量有着重大影响，其作用机理是多方面的：施用硅肥后，可使表皮细胞硅质化，茎杆挺立，增强叶片的光合作用。硅化细胞还可增加细胞壁的厚度，形成一个坚固的保护神，病囷难以入侵；病虫害一旦危害即遭抵制。作物吸收硅肥后，导管刚性加强，有防止倒伏和促进根系生长的作用，是维持植物正常生命的一个重要组成部分。 此外，硅还有“神奇”的作用。缺硅会使瓜果畸形，色泽灰暗，糖度减少，口感变差，影响商品性。增施硅肥则能大大提高这些性状。如有些市场供应的“甜”黄瓜就是应用了硅肥。河南省三门峡的苹果驰名中外，不仅商品性好，还耐储，不易失水，就是使用了硅肥。从植物生理学上的解释是：植物在硅肥的调节下，能抑制作物对氮肥的过量吸收，相应地促进了同化产物向多糖物质转化的结果，所以，农业中既要保证高产，又要保证优质，这就要施用硅肥。但由于硅的性质稳定，会在土壤中以化合物的形态被固定，移动性差，所以，我们就要以施用硅肥的方法来补充，这在有机质肥料应用日益减少的现在显得更为必要。 施用硅肥后一般具有较明显的增产效果。据资料介绍，硅肥不仅对本科作物的增产作用明显，而且对茭白、蕃茄、黄瓜、西瓜、南瓜、青椒等蔬菜都有较好的增产效果，其增产幅度可达22.6%～63.1%。 硅可以提高作物的光合作用，提高抗倒伏、抗病能力，从而提高产量。硅肥一般为碱性，对于酸性缺硅土壤施用效果特好。不仅能中和酸性，同时能改善和提高磷肥的效果。当土壤中有效硅含量小于90—105mg/kg 时,要及时施用硅肥，硅肥一般作基肥，亩施用硅酸钠20公斤，亩施用硅钙肥、硅锰肥100公斤。 1.硅是植物体组成的重要营养元素。大部分植物体都含有大量硅，如生产1000千克稻谷，水稻地上部分二氧化硅的吸收量达150千克，超过水稻吸收氮、磷、钾的总和。粮食产量越高、施用氮肥越多，硅肥的需要量越大。 2.作物吸收硅后，形成硅化细胞，提高植物细胞壁强度，株型挺拔茎叶直立，利于密植，提高叶面的光合作用，有利于通风透光和有机物的积累。硅素能提高植株叶绿素含量，延长生育期，促进植物生长。由此，硅肥改变了作物的群体结构，对作物的增产潜力是很大的。 3.硅化细胞的形成使作物表层细胞壁加厚，角质层增加，从而增强对病虫害的抵抗能力，特别是对稻瘟病、叶斑病、茎腐病、白叶枯病、螟虫、蚜虫等病虫害的抵抗能力增强。这样可以减少农药用量。 4.硅素能增强植株基部秸秆强度，使作物导管的刚性增强，增强植物内部通气性，从而增强根系的氧化能力，防止根系早衰与腐烂，增强抗倒伏能力。如硅对水稻烂根病有较强的防治作用.硅肥还能防治高产水稻小麦等作物倒伏。 5.作物中的硅化细胞能够有效地调节叶面气孔开闭及水分蒸腾。因此，施用硅肥后增强了作物抗旱、抗干热风及抗低温的能力。 6.硅能减少磷肥在土壤中的固定，同时有活化土壤中的磷及促进磷在植物体内运转作用，从而提高磷肥的利用率和作物的结实率。 7.硅素能增强花粉活力，增加瓜果类作物的成果率。 8.硅肥是保健肥料，能改良土壤，提高土壤盐基，促进有机肥分解，抑制土壤病菌。 9.硅是品质元素，有改善农产品品质的作用，使产品色香味俱佳，且耐贮存及运输。 10.硅肥能防治重金属对农田污染，这对我国利用城市污水灌溉、利用污泥作肥料的地区防止重金属镉、锰、铅等对作物污染有重要意义。硅肥也能防治硫化氢、甲烷等对作物根系的危害。
纳米硅粉
释义 纳米硅指的是直径小于5纳米（10亿（1G）分之一米）的晶体硅颗粒。纳米硅粉具有纯度高， 粒径小，分布均匀等特点。比表面积大，高表面活性，松装密 度低，该产品具有无毒，无味，活性好。纳米硅粉是新一代光 电半导体材料，具有较宽的间隙能半导体，也是高功率光源材 料。由硅材料国家重点实验室苏州研制中心研发并且量产的纳 米硅颗粒，具有纯度高、分散性能好、粒径小、分布均匀，比 表面积大、高表面活性，松装密度低，活性好，工业化产量大 等特点。纳米硅-Si-001可以与石墨、碳纳米管等复合，制成 锂离子电池的负极材料，可以提高锂离子电池的容量及循环次 数，延长使用寿命。是新一代光电半导体材料，具有较宽的间隙能。 物性参数 应用 1、用纳米硅粉做成纳米硅线用在充电锂电池负极材料里，或者在纳米硅粉表面包覆石墨用做充电锂电池负极材料，提高了充电锂电池3倍以上的电容量和充放电循环次数； 2、纳米硅粉用在耐高温涂层和耐火材料里； 3、纳米硅可以应用到涂料中，形成硅纳米薄膜，被大量应用到太阳能上面； 4、纳米硅粉与金刚石高压下混合形成碳化硅---金刚石复合材料，用做切削刀具。 5、替代纳米碳粉或石墨，作为锂电池负极材料，大幅度提高锂电池容量
下一代电池:硅阳极电池 美国佐治亚理工学院Gleb Yushin副教授利用高温管式炉对碳黑纳米颗粒进行退火处理，得到枝状结构，再通过化学气相沉积制备出粒径小于30 nm的硅纳米球，并附着在碳枝状结构上。用石墨碳作为导电粘合剂，将硅碳复合物自组装成带有外部开口、内部互连孔道结构的直径在10-30 μm 的小球（见附图），即可用作电池阳极材料。硅碳复合物小球的孔道既可以允许锂离子快速进入从而提高充电速度，也可以为硅的膨胀和收缩提供空间而不致使阳极破裂。碳枝状结构以及硅纳米球的大小决定了复合物中孔道的尺寸。改变反应时长及压力，可调整硅球的尺寸。在小型纽扣电池上的测试显示，该新阳极的容量是石墨阳极理论容量的五倍多。 通过自下而上的自组装方法，克服了硅基电池阳极的不足，而且这种操作简便、成本低廉的工艺易于规模放大，并与现有电池制造工艺兼容
硅肥对农作物有十大作用
硅肥对农作物有十大作用 硅素同氮、磷、钾“三要素”一样重要，是水稻、甘蔗、大麦、玉米、番茄、竹等农作物的基本元素。受到学术界的重视。土壤中虽也大量存在，但土壤中的硅素多成难溶性矿物。不能被作物吸收。缺硅补硅，喜硅作物增硅施肥成为提高产量，改善品质的一项重要技术措施。生产试验证明，施用硅肥对农作物有十大作用机理。 1、是构筑植物体必需营养元素：绝大部分植物体内含有硅。特别是水稻，近年来其营养作用被认为仅次于N、P、K居第四位。检测表明，生产1000公斤稻谷，二氧化硅吸收量高达150公斤，超过水稻吸收氢磷钾的总和。水稻、小麦、大麦、大豆、扁豆、茴香六种作物灰分中，硅磷钾钙等7种营养元素的氧化物占灰分80%以上，其中硅氧化物占16～61.4%。 2、是种保健性营养元素肥料：施硅肥能改良土壤矫正土壤酸度，提高土壤盐基，促进有机肥分解，抑制土壤病菌。如红壤旱地属酸 PH值4.5～5.2左右，缺有机质和钙，容易板结。施硅肥可改良土性，加速熟化，有利于作物增产。蔬菜大棚连种两年以上，霉菌和病菌累积会影响作物产量与品质。施硅肥能有效防治霉菌的存活和繁殖及根茎霉烂等作物。 3、是改善品质的营养元素肥料：果树施硅肥可显著改善果实品质，体积增大。含糖量提高。味甜、气香且利人体健康。还耐贮藏及运输。甘蔗施硅、能提高产量，后期能促进茎糖分积累，提高出糖率。 4 、是兼合多钙镁元素复混型肥料：硅肥兼含有一定量的磷、锌、硼、铁、锰等微量元素，对农作物有复合营养作用。适合多种作物施作。 5、可帮助作物提高光合作用：硅肥可使作物表皮细胞硅质化，使作物的茎叶挺直，减少遮荫，叶片光合作用增强。如水稻施硅后，叶片角度缩小，冠层光合作用提高10%以上。 6、可增强作物抗病虫能力：作物吸收硅素后，体内形成硅化细胞，茎叶表层细胞壁加厚，角质层增加，从而提高防虫抗病能力，特别是抗稻瘟病、叶斑病、茎腐病、白叶枯病、菌栏病及棉铃虫、锈病等。 7、可提高作物抗御倒伏由于作物的茎秆直，使抗倒伏能力提高80%左右。 8、可使作物体内通气性增强：作物体内硅素量增加，使作物导管刚性加强，促使通气性增强，对水稻、芦苇等水生和温生作物有重要意义，还可以促进根系生长，预防根系的腐烂和早衰。特别对防治水稻的烂根有重要作用。 9、可提高作物的抗逆性：作物吸收硅肥产生硅化细胞，有效地调节叶片气孔的开闭，控制水分蒸腾作用。提高作用的抗旱、抗干热风和抗低温御害能力。硅肥适用于早春作物。如早稻、早花生和冬春季蔬菜生产。 10、可减少磷在土壤中的固定：耕作土壤施硅后能活化土壤中的磷、并难溶性磷，促进在
多晶硅薄膜材料同时具有单晶硅材料的高迁移率及非晶硅材料的可大面积
多晶硅薄膜材料同时具有单晶硅材料的高迁移率及非晶硅材料的可大面积、低成本制备的优点。因此，对于多晶硅薄膜材料的研究越来越引起人们的关注，多晶硅薄膜的制备工艺可分为两大类：一类是高温工艺，制备过程中温度高于600℃,衬底使用昂贵的石英，但制备工艺较简单。另一类是低温工艺，整个加工工艺温度低于600℃，可用廉价玻璃作衬底，因此可以大面积制作，但是制备工艺较复杂。 目前制备多晶硅薄膜的方法主要有如下几种： 低压化学气相沉积（LPCVD）这是一种直接生成多晶硅的方法。LPCVD是集成电路中所用多晶硅薄膜的制备中普遍采用的标准方法，具有生长速度快，成膜致密、均匀、装片容量大等特点。多晶硅薄膜可采用硅烷气体通过LPCVD法直接沉积在衬底上，典型的沉积参数是：硅烷压力为13.3～26.6Pa，沉积温度Td=580～630℃，生长速率5～10nm/min。由于沉积温度较高，如普通玻璃的软化温度处于500～600℃，则不能采用廉价的普通玻璃而必须使用昂贵的石英作衬底。LPCVD法生长的多晶硅薄膜，晶粒具有择优取向，形貌呈“V”字形，内含高密度的微挛晶缺陷，且晶粒尺寸小，载流子迁移率不够大而使其在器件应用方面受到一定限制。虽然减少硅烷压力有助于增大晶粒尺寸，但往往伴随着表面粗糙度的增加，对载流子的迁移率与器件的电学稳定性产生不利影响。 固相晶化(SPC)所谓固相晶化，是指非晶固体发生晶化的温度低于其熔融后结晶的温度。这是一种间接生成多晶硅的方法，先以硅烷气体作为原材料，用LPCVD方法在550℃左右沉积a-Si:H薄膜，然后将薄膜在600℃以上的高温下使其熔化，再在温度稍低的时候出现晶核，随着温度的降低熔融的硅在晶核上继续晶化而使晶粒增大转化为多晶硅薄膜。使用这种方法，多晶硅薄膜的晶粒大小依赖于薄膜的厚度和结晶温度。退火温度是影响晶化效果的重要因素，在700℃以下的退火温度范围内，温度越低，成核速率越低，退火时间相等时所能得到的晶粒尺寸越大；而在700℃以上，由于此时晶界移动引起了晶粒的相互吞并，使得在此温度范围内，晶粒尺寸随温度的升高而增大。经大量研究表明，利用该方法制得的多晶硅晶粒尺寸还与初始薄膜样品的无序程度密切相关，T.Aoyama等人对初始材料的沉积条件对固相晶化的影响进行了研究，发现初始材料越无序，固相晶化过程中成核速率越低，晶粒尺寸越大。由于在结晶过程中晶核的形成是自发的，因此，SPC多晶硅薄膜晶粒的晶面取向是随机的。相邻晶粒晶面取向不同将形成较高的势垒，需要进行氢化处理来提高SPC多晶硅的性能。这种技术的优点是能制备大面积的薄膜，晶粒尺寸大于直接沉积的多晶硅。可进行原位掺杂，成本低，工艺简单，易于形成生产线。由于SPC是在非晶硅熔融温度下结晶，属于高温晶化过程，温度高于600℃，通常需要1100℃左右，退火时间长达10个小时以上，不适用于玻璃基底，基底材料采用石英或单晶硅，用于制作小尺寸器件，如液晶光阀、摄像机取景器等。准分子激光晶化(ELA)激光晶化相对于固相晶化制备多晶硅来说更为理想，其利用瞬间激光脉冲产生的高能量入射到非晶硅薄膜表面，仅在薄膜表层100nm厚的深度产生热能效应，使a-Si薄膜在瞬间达到1000℃左右，从而实现a-Si向p-Si的转变。在此过程中，激光脉冲的瞬间(15～50ns)能量被a-Si薄膜吸收并转化为相变能，因此，不会有过多的热能传导到薄膜衬底，合理选择激光的波长和功率，使用激光加热就能够使a-Si薄膜达到熔化的温度且保证基片的温度低于450℃，可以采用玻璃基板作为衬底，既实现了p-Si薄膜的制备，又能满足LCD及OEL对透明衬底的要求。其主要优点为脉冲宽度短(15～50ns)，衬底发热小。通过选择还可获得混合晶化，即多晶硅和非晶硅的混合体。准分子激光退火晶化的机理：激光辐射到a-Si的表面，使其表面在温度到达熔点时即达到了晶化域值能量密度Ec。a-Si在激光辐射下吸收能量，激发了不平衡的电子-空穴对，增加了自由电子的导电能量，热电子-空穴对在热化时间内用无辐射复合的途径将自己的能量传给晶格，导致近表层极其迅速的升温，由于非晶硅材料具有大量的隙态和深能级，无辐射跃迁是主要的复合过程，因而具有较高的光热转换效率，若激光的能量密度达到域值能量密度Ec 时，即半导体加热至熔点温度，薄膜的表面会熔化，熔化的前沿会以约10m/s的速度深入材料内部，
液体硅肥
液体硅肥 河北省深州市中科启润生物有机肥料厂（Publisher） 外观无色或橘红色透明液体；含量20%~40%； 使用方法：叶面喷施兑水稀释800-2000倍；冲施或滴灌亩用2-3公斤，果树每株100-300克（用量根据含量和作物品种而定）；广泛适用于水稻、小麦、棉花、花生、果树、蔬菜、茶叶、烟草、花卉、草坪等多种作物。 中科启润液体硅肥是一种新型高效全水溶硅肥，100%全营养、全吸收，速溶速效，24小时吸收率达90%以上，在作物需硅高峰期能够快速补充硅元素。作物吸收硅后，有利于促进叶片光合作用和有机物积累，调节叶片气孔开闭和抑制水分蒸腾，增强茎杆机械强度，并能在茎叶和果实的表层形成一种较坚硬的硅化细胞，增强作物抗虫、抗病、抗倒伏、抗旱等抗逆能力，减少各种病虫害的发生。很好的调节作物对氮磷钾的平衡吸收，提高磷肥的利用率，强化钙镁的吸收和利用，增强花粉活力和坐果率，预防裂果、缩果和畸形果，增加果实硬度，令果形端正、着色好、口味佳，耐储运，延长保鲜期，提高品质，增加产量。 据土壤专家调查表明: 目前我国有50%-80%以上的土壤缺硅，根据平衡施肥的基本原理——最小养分律，只有坚持“土壤里缺啥就补啥”的原则，让作物对营养平衡吸收，才能使农作物获得优质和高产。所以缺硅就必须要补硅。 硅肥在日本、韩国、朝鲜、美国、菲律宾、印度、泰国、马来西亚及台湾等发达国家与地区已经大面积推广和使用，硅肥是一种很好的“植物调节性肥料、品质肥料和保健肥料”，是其它化学肥料都无法比拟的一种新型多功能肥料。 （1）液体硅肥在水稻上的使用 水稻是典型的喜硅作物，对硅需求量较多，仅次于氮磷钾，居第四位。土壤缺硅则水稻生长不良、茎秆细长软弱、叶片下垂、分蘖少、抽穗迟、空秕粒多、千粒重下降、抗性差、易倒伏、易感染和发生稻瘟病、纹枯病、钻心虫等病虫害。 在水稻拔节期、抽穗期、灌浆期，使用中科启润液体硅肥进行叶面喷施，能够快速补充硅元素，水稻吸收硅后，有利于促进光合作用和有机物积累，增加茎秆的机械强度，抑制叶片的水分蒸腾作用，并在植株体内和茎叶表面形成一种较坚硬的硅化细胞，显著提高水稻的抗虫、抗病、抗倒伏、抗旱、抗低温等抗逆能力，减少各种病虫害的发生，尤其对水稻稻瘟病、纹枯病、白叶枯病、黑穗病、茎腐病、烂秧烂根病及螟虫、稻飞虱、蚜虫的抗性增强。很好的调节水稻对氮磷钾等各元素的平衡吸收，提高磷肥的利用率，强化钙、镁的吸收和利用，促进水稻分蘖与灌浆，提高结实率和千粒重，改善稻米的品质、增加产量。 【使用方法】 适用作物施用时间用法及用量使用次数 水稻拔节期 抽穗期 灌浆期稀释600-800倍进行叶面 喷施，亩用50-100克 连续喷施3-4次， 效果最佳。
金属-硅复合纳米材料的研究进展
金属-硅复合纳米材料的研究进展 目录 1 引言 (1) 2 硅纳米材料的简介和制备 (2) 2.1 硅纳米材料的简介 (2) 2.2 硅纳米材料的制备方法 (4) 2.2.1气相法 (5) 2.2.2 超临界法 (6) 2.2.3 溶胶—凝胶法 (6) 2.2.4溶剂热法 (7) 2.2.5 微乳液法 (9) 3 纳米金属材料的简介和制备 3.1纳米金属材料简介 (11) 3.2 纳米金属材料的特性 (16) 3.2.1 表面效应 3.2.2 小尺寸效应 3.2.3体积效应 3.2.4 宏观量子轨道效应 3.3 金属粉末的制备方法 3.3.1蒸发-冷凝法 3.3.2 液相法 3.3.3金属离子源法 3.3.4 其它制备方法 3.4纳米金属薄膜的制备方法 (11) 4 纳米硅材料和纳米金属材料的应用 4.1 硅纳米材料的应用 4.1.1硅纳米材料在石油工业中的应用
4.1.2 硅纳米材料在锂电池中的应用4.2 金属纳米材料的应用 4.2.1 做为微波吸收剂 4.2.2 微孔材料 4.2.3 高效催化剂 4.2.4 高性能材料 5 展望和总结 致谢
金属-硅复合纳米材料的研究进展 摘要 纳米材料是指尺尺寸在1nm-100nm之间的一类物质，近年来随着社会科技的不断发展，对纳米材料的研究也不断得到加强，特别是硅纳米材料和金属纳米材料的研究更是显示出巨大的潜力。我们知道了纳米硅和纳米金属的基本性能和它们的用途，我们就要找到合适的方法制备纳米材料。硅纳米材料的主要制备方法有气相法、超临界法、溶胶-凝胶法、溶剂热法和微乳液法，而纳米金属的制备方法主要有蒸发-冷凝法、液相法和金属离子源法。在生产过程中可根据需要的纯度等方面考虑采用合适的方法来制备。通过现在我们的应用情况，猜测它们未来的发展方向，为以后的研究指明方向。 关键词：纳米材料；纳米金属；纳米硅；研究；进展
纳米硅
纳米硅指的是直径小于5纳米（10亿（1G）分之一米）的晶体硅颗粒。 编辑本段纳米硅粉 纳米硅粉具有纯度高，粒径小，分布均匀等特点。比表面积大，高表面活性，松装密度低，该产品具有无毒，无味，活性好。纳米硅粉是新一代光电半导体材料，具有较宽的间隙能半导体，也是高功率光源材料。 主要用途： 可与有机物反应，作为有机硅高分子材料的原料 金属硅通过提纯制取多晶硅。 金属表面处理。 替代纳米碳粉或石墨，作为锂电池负极材料，大幅度提高锂电池容量编辑本段纳米硅防水剂 一、性能特点 白色乳液，无毒，无刺激味,不燃烧，PH值12，密度1.15～1.2。用于砖瓦、水泥、石膏、石灰、涂料、石棉、珍珠岩、保温板等基面上具有优异的防水抗渗效果。有防止建筑物风化、冻裂及外墙保洁、防污、防霉、防长青苔之功能；质量可靠，耐久性好，耐酸碱，耐候性优良，对钢筋无锈蚀，且使用安全，施工方便。砂浆抗渗性能≥S14，混凝土抗渗性能≥S18。技术性能符合JC474－1999[砂浆、混凝土防水剂]标准及JC/T902-2002标准 二、使用方法 1、喷涂施工： 使用前先将基面清理干净（特别是油污、青苔），将纳米硅防水剂加8倍清水搅拌均匀，用喷雾器或刷子直接在干燥的基面上施工，纵横至少连续两遍（上一遍没干时施工第二遍），对于1:2.5砂浆的毛面，大约可渗透1mm深，有效寿命可达5~10年，每公斤本剂每遍可施工约40~50m2,施工后24小时内不得受雨淋水浸，4℃以下停止施工。常温下干燥后即有优良的防水效果，一周后效果更佳（冬季固化时间较长）。试验表明：固化后的防水试块高温300℃反复锻烧20次及－18℃反复冷冻20次后，防水效果没有明显变化。稀释液现配现用，当天用完。 2、防水砂浆施工： 清理基层泥沙、杂物、油污等，灰砂比控制在1:2.5～3（425＃硅酸盐水泥、中砂含泥量小于3％）；纳米硅防水剂加水8－15倍（体积比）可直接用于配制防水砂浆，水灰比≤0.5，实际净防水剂用量占水泥的3～5％。
硅肥在果树上的作用
硅肥在果树上的作用 摘自蔡德龙博士主编《硅肥及施用技术》第十二章硅肥对果树的增产效果果树一般是多年生的，长期固定在一个相当小的范围内，果树周而复始地吸收土壤中的某些养分，造成这些养分的缺乏，如果不注意补充容易引起病虫害的发生和一些生理病害，造成减产和品质下降。特别是硅肥从未人为地补充过，这 （二氧就影响了果树的生长发育以及进一步高产。果园每年从土壤中带走的SiO 2 化硅）是比较多的，果树又长期生长在一个固定的位置，可以说果园的果树是比较容易造成缺硅的。 农业专家们指出，随着施肥水平的提高，大量化肥的施入必须要有硅肥的配合，“氮磷钾 + 硅”科学配方平衡施肥，才能让作物获得优质和高产。经多年试验表明，果树上施用硅肥效果好，经济效益高，果农容易接受硅肥这一新产品和新技术。硅肥对果树的作用如下： （一）促进叶片的光合能力，增强树势，提高产量 施用硅肥有利于提高果树的光合作用，可使叶片角度缩小25.4度，冠层光合作用提高10%以上。试验和实践证明，施用过硅肥的苹果树枝条粗壮，整个树势生长均匀健康，叶片增大且平展、挺直、肥厚，色泽深绿，说明叶片表层形成了较多的硅化细胞，叶绿素含量大大增加。同时果树的叶片数量适中，通风透光良好。 这主要是因为果树吸收了大量的二氧化硅后。在茎、叶表层组织中形成硅化细胞，使其表皮硅质化，从而使叶片增厚，变得较为坚韧、挺直、平展，有利于进行充分的光合作用。另外，硅肥能活化土壤中的磷，增强磷肥的利用率，使固定在土壤中的磷成为可以吸收的状态，从而间接的提供给苹果大量的磷素，以促进蛋白质合成，并改善果实品质，所以，施入硅肥也可以节省磷肥的用量。硅肥还能促进钙、镁、锌、铁、锰等微量元素的吸收和平衡供给，从而大大地促进了果树的生长发育。 （二）提高果树的抗病虫害能力，有利于无公害果品生产
水溶硅肥
■水溶硅肥专业生产企业———河北省深州市中农绿禾硅肥厂 水溶硅肥原料 一【外观及性状】 二【产品介绍】 水溶性硅肥系列产品是我厂采用优质硅原料经高温喷雾化学合成的新一代水溶硅肥，具有硅含量高、易溶于水，用量少、效果高的特点，与普通硅肥相比，吸收利用率是传统硅肥的几十倍以上。硅肥是一种新型多功能肥料，品质肥料、保健肥料和调节性肥料。施硅肥，可令农作物抗虫、抗病、抗倒伏、品质好、产量高。硅肥可用于水稻、小麦、玉米、大豆、花生、甘蔗、黄瓜、草莓、葡萄、果树、蔬菜、茶叶、中药材等多种农作物。 三【用法及用量】 （1）叶面喷施：加水稀释800-1500倍，30-50克/亩；土壤基施或冲施：大田作物：1-3公斤/亩；果树：每株100-200克（可根据树龄的大小而定）。 （2）生产含硅有机肥、含硅复合肥：一般每吨添加10—20公斤，具体用量可以根据所针对的作物品种和土壤的缺硅情况而定，如针对水稻、小麦、玉米、甘蔗等喜硅作物，可适当增加硅肥的用量。 四【硅肥的十大作用】 1.硅是植物体组成的重要营养元素之一； 2.硅肥有利于提高作物的光合作用； 3.硅肥能增加作物茎杆的机械强度，提高抗倒伏能力； 4.硅肥能提高作物对病虫害的抵抗力，减少各种病虫害的发生； 5.硅肥能使作物体内通气性增强，可预防根系腐烂和早衰； 6.硅肥能增强作物的抗旱、抗寒、抗干热风等抗逆能力； 7.硅肥能增强瓜果类作物的花粉活力，提高成果率； 8.硅肥能提高磷肥的利用率，调节氮、磷、钾等各元素之间的平衡吸收； 9.硅肥能改良土壤，促进有机肥分解，抑制土壤病菌及减轻重金属污染； 10.硅肥是品质肥料，可明显改善农产品品质，延长保鲜期和储运期。 含量水溶硅SiO 2 ≥60%、55%、50%、45%、40%、30%、27%、25% 外观白色粉末状、白色颗粒状、或半透明液体状 PH值8—10 水不溶物≤0.1% 溶解时间用冷水，在搅拌下5-10分钟溶解，如果不搅拌，溶解时间延长至40-60分钟用温水或热水，在搅拌下1-2分钟内溶解 溶解时间会受到水温和季节变化的影响，搅拌溶解时间短，在静态下时间延长用途用作加工生产硅肥、含硅叶面肥、冲施肥、水溶肥、有机肥、复合肥的原料
二氧化硅水热合成纳米硅
Hydrothermal synthesis of nano-silicon from a silica sol and its use in lithium ion batteries Jianwen Liang, Xiaona Li, Yongchun Zhu (?), Cong Guo, and Yitai Qian (?) Hefei National Laboratory for Physical Science at Microscale and Department of Chemistry, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China Received: 11 September 2014 Revised: 31 October 2014 Accepted: 3 November 2014 ? Tsinghua University Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2014 KEYWORDS silicon, hydrothermal synthesis, nanomaterials, silicon sol, energy storage ABSTRACT There have been few reports concerning the hydrothermal synthesis of silicon anode materials. In this manuscript, starting from the very cheap silica sol, we hydrothermally prepared porous silicon nanospheres in an autoclave at 180 °C. As anode materials for lithium-ion batteries (LIBs), the as-prepared nano-silicon anode without any carbon coating delivers a high reversible specific capacity of 2,650 mAh·g–1 at 0.36 A·g–1 and a significant cycling stability of about 950 mAh·g–1 at 3.6 A·g–1 during 500 cycles. 1Introduction Silicon has been considered as a promising anode candidate material for advanced lithium-ion batteries (LIBs) due to its high theoretical capacity (3,579 mAh·g–1) and relatively low discharge potential (<0.5 V versus Li/Li+) [1]. However, Si exhibits serious volume changes (>270%) during lithiation–delithiation, which leads to a rapid reduction in capacity [2, 3]. Similar to other electrode materials, using Si materials with a nano-structure is one of means to relieve this problem [4–9]. Various methods have been developed to produce nano-silicon anode materials in order to improve LIBs performance. One of these methods is chemical vapour deposition (CVD) of silanes, by which silicon nanotubes were prepared. After subsequent SiO2 surface-coating, the Si/SiO2 nanotubes were shown to have long cycle life (6,000 cycles with 88% capacity retention), high specific charge capacity (~2,971/1,780 mAh·g–1 at 0.4 A·g–1, and ~940/600 mAh·g–1 at 24 A·g–1) [10]. Nano-silicon anode materials are also prepared by the typical magnesiothermic reduction reaction [11–16]. For example, magnesiothermic reduction of SiO2 at 650 °C was used to synthesize Si nanotubes, which showed a capacity of about 1,900 mAh·g–1 at 0.4 A·g–1, with a reten-tion of ~50% after 90 cycles after carbon coating [11]. Nano Research 2015, 8(5): 1497–1504 DOI 10.1007/s12274-014-0633-6 Address correspondence to Yitai Qian, ytqian@https://www.360docs.net/doc/d317256358.html,; Yongchun Zhu, ychzhu@https://www.360docs.net/doc/d317256358.html,