硅纳米颗粒作为锂离子电池的新型阳极材料，具有极高的理论容量，被视为下一代电池技术的关键突破。然而，硅在充放电过程中体积变化巨大，易导致结构破坏和容量衰减。为克服这一挑战，Amru Daulay采用了一种环保、高效且低成本的方法，利用稻壳这一丰富资源，通过热吸收剂辅助的镁热还原法成功合成了硅纳米颗粒。
图1.XRD衍射图，2θ范围在20◦~90◦之间，电压:40 kV。使用JCPDS卡号，参考:00-026-1481
XRD衍射图显示了基于JCPDS卡号的硅，00 - 026 - 1481。形成的2θ是26.44°，47.30°，56.11°，69.13°，76.38°，88.01°围绕hkl(111)，(220)，(311)，(400)，(331)，(422)。它表示硅已经形成。粒径可以用Debye - Scherrer公式确定。Si-1的平均粒径为31.04 nm, Si-1.5为24.61 nm, Si-2为29.41 nm。光谱结果表明，形成的拉曼位移峰值为520 cm-1。Si-1、Si-1.5和Si-2基本相同，以上结果表明，Si-1、Si-1.5和Si-2形成了硅。
图2.532 nm, 4 mW的拉曼光谱
XRD和拉曼光谱是材料科学中常用的表征手段，用于分析材料的晶体结构和化学键状态。在该研究中，通过XRD和拉曼光谱的具体数据验证硅纳米颗粒的相纯度和结构特性。
这些测试结果为后续的电化学性能测试提供了重要的材料结构基础，证明了硅纳米颗粒作为锂离子电池负极材料的潜在应用价值。
台式多晶X射线衍射仪BRGAA
贝拓科学专业研发设计生产的BRAGG台式X射线衍射仪采用先进的X射线衍射技术，能够快速、精确地进行晶体结构分析、相态识别和定量分析。BRAGG具有高分辨率和灵敏度，可以应对多种样品类型，包括粉末、液体、固体等。它还配备了用户友好的软件界面，方便用户进行数据处理和分析。这款仪器适用于多个领域，包括材料科学、地球科学、化学等，为研究人员和工程师提供了强大的分析工具。
仪器特点
● 光子计数X射线探测器
● 固定测角仪系统
● 大角度弧形探测器
● 支持多种数据采集模式
显微拉曼光谱仪CVRAM DIMENSION
CVRam Dimension是整体化设计的532nm（785nm可选）自动聚焦显微拉曼光谱仪，结合了显微镜及拉曼光谱仪两者的优点，同时克服了光纤耦合光损失过大的问题，利用高性能小型光谱仪就可以获得高灵敏度。CVRam D具备对微小区域实时成像及拉曼光谱采集的能力。一体化的设计为显微拉曼系统提供了优秀的灵敏度及稳定性。是一款可以满足分析及科研所用的高性能、操作简易、便携式的高性价比显微拉曼光谱仪。
仪器特点
●升级加能：CVRam Dimension自动聚焦显微拉曼光谱仪配备三轴高精度电动样品台，快速自动聚焦，精准找到焦点位置
●精准校准：一点校正与多点校正共同使用，提高软件的测量精准度
●光谱处理：标准化归一化处理、高斯拟合、平滑降噪、基线校正等方法可实现检测数据实时快速分析
●精巧设计：一体化设计，空间光路，非光纤耦合，收光效率高，稳定性好
●灵敏度高：配备高性能小型光谱仪，拥有高灵敏度
●界面简洁：软件功能清晰易用，可快速上手进行操作
●实时采集：可根据需求进行单次采集或连续采集
参考文献：
Amru Daulay , Andriayani ，et al. Synthesis and application of silicon nanoparticles prepared from rice husk for lithium-ion batteries .Case Studies in Chemical and Environmental Engineering 6 (2022)100256.https://doi.org/10.1016/j.cscee.2022.100256