李 晓,张承龙,巫亮,马恩,王瑞雪,苑文仪,白建峰,王景伟.硅业副产物四氯化硅在离子液体中溶解—-电沉积的研究[J].有色金属(冶炼部分),2019(4):68-72.
硅业副产物四氯化硅在离子液体中溶解—-电沉积的研究
Study on Dissolution-Electrodeposition of Silicon Dichloride By-products Tetrachloride in Ionic Liquids
投稿时间:2018-12-24  修订日期:2018-12-26
DOI:doi:10.3969/j.issn.1007-7545.2019.04.016
中文关键词:  四氯化硅  离子液体  溶解  电沉积
英文关键词:silicon tetrachloride  ionic liquid  dissolution  electrodeposition
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51474146);上海第二工业大学校重点学科(XXKZD1602);上海第二工业大学研究生项目基金(EGD17YJ0002)
                       
作者单位
李 晓 上海第二工业大学电子废弃物研究中心
张承龙 上海第二工业大学电子废弃物研究中心
巫亮 上海大学理学院物理系
马恩 上海第二工业大学电子废弃物研究中心
王瑞雪 上海第二工业大学电子废弃物研究中心
苑文仪 上海第二工业大学电子废弃物研究中心
白建峰 上海第二工业大学电子废弃物研究中心
王景伟 上海第二工业大学电子废弃物研究中心
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中文摘要:
      研究多晶硅工业的主要副产品四氯化硅(SiCl4)在离子液体中的溶解、电沉积过程。结果表明,SiCl4在离子液体中的溶解度随温度升高而降低,离子液体的导电率随温度升高而增加。在阴离子为[TNf2]的情况下,阳离子为[N1114]的季铵盐类离子液体比咪唑类[Bmim]离子液体具有更好的SiCl4溶解度和导电性。SiCl4在季铵盐类离子液体的溶解度随烷基主链长度增加而增大,随侧链长度增加而降低。[N1114][TNf2]和SiCl4之间形成C-Cl、Si-O和C-Si键,在[N1114][TNf2]-SiCl4体系中Si4+的还原电位为-2.2 V。在温度25 ℃、SiCl4浓度0.3 mol/L、电流密度20 A/m2、电解时间2 h的条件下可电沉积得到较为致密的硅薄膜,呈球形颗粒状分布。
英文摘要:
      Dissolution and electrodeposition process of silicon tetrachloride (SiCl4) in ionic liquids were investigated. The results show that solubility of SiCl4 in ionic liquid drops with increase of temperature, and conductivity of ionic liquid rises with increase of temperature. When anion is [TNf2], quaternary ammonium ionic liquid with cation of [N1114] has better solubility of SiCl4 and conductivity than that of imidazole [Bmim] ionic liquid. Solubility of SiCl4 in quaternary ammonium ionic liquid rises with increase of alkyl backbone length, and drops with increase of side chain length. C-Cl, Si-O and C-Si bonds are formed between [N1114][TNf2] and SiCl4. Reduction potential of Si4+ in [N1114][TNf2]-SiCl4 system is -2.2 V. Dense silicon film with spherical particle distribution can be obtained by electrowinning at temperature of 25 ℃, concentration of SiCl4 of 0.3 mol/L, current density of 20 A/m2 , and electrolysis time of 2 h.
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