[發(fā)明專利]一種石墨烯/二氧化鈦復(fù)合多孔材料及其制備方法和用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410422056.6
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104157833A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊曉鵬;柯祺榮;宋立卓;姚舜
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/131;H01M4/1391;H01M4/1393;H01G11/32;H01G11/46;H01G11/86
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

1.一種石墨烯/二氧化鈦復(fù)合多孔材料，其特征在于其具有相互貫通的孔隙結(jié)構(gòu)，基體結(jié)構(gòu)尺度為100nm～5μm，孔徑為100nm～5μm，是一種均勻的三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)；基體微觀結(jié)構(gòu)是石墨烯組成連續(xù)相，納米二氧化鈦均勻分散在分散的石墨烯片層上，按質(zhì)量百分比，石墨烯含量為0.5％～20％，納米二氧化鈦含量為50％～70％，余量為碳。

2.如權(quán)利要求1所述一種石墨烯/二氧化鈦復(fù)合多孔材料的制備方法，其特征在于其具體步驟如下：

將苯乙烯嵌段共聚物溶于選擇性溶劑中，形成聚合物膠束溶液；加入氧化石墨烯溶液，待其混勻后，再加入二氧化鈦，超聲混勻，將混勻的混合溶液流延在置于沉淀劑的飽和氣氛中的載板上，待溶劑揮發(fā)完畢后，即制得聚合物/氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合多孔材料；將聚合物/氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合材料連同載板置于惰性氣氛中碳化，即得到石墨烯/二氧化鈦復(fù)合多孔材料。

3.如權(quán)利要求2所述一種石墨烯/二氧化鈦復(fù)合多孔材料的制備方法，其特征在于所述苯乙烯嵌段共聚物選自線形苯乙烯-丁二烯兩嵌段共聚物，線形苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，星形苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物中的一種。

4.如權(quán)利要求2所述一種石墨烯/二氧化鈦復(fù)合多孔材料的制備方法，其特征在于所述選擇性溶劑選自丁酮、乙酸乙酯、四氫呋喃中的至少一種。

5.如權(quán)利要求2所述一種石墨烯/二氧化鈦復(fù)合多孔材料的制備方法，其特征在于所述聚合物膠束溶液的質(zhì)量濃度為1～160mg/mL。

6.如權(quán)利要求2所述一種石墨烯/二氧化鈦復(fù)合多孔材料的制備方法，其特征在于所述聚合物膠束溶液與氧化石墨烯溶液混合的體積比為1∶0.5～5；所述二氧化鈦可選用納米二氧化鈦，尺度在5～50nm；聚合物、氧化石墨烯、二氧化鈦的質(zhì)量比可為(10～80)∶1∶(5～100)；所述超聲的時間可為2～60min。

7.如權(quán)利要求2所述一種石墨烯/二氧化鈦復(fù)合多孔材料的制備方法，其特征在于所述氧化石墨烯溶液中的氧化石墨是通過hummers方法制備，分散于N,N-二甲基甲酰胺中的質(zhì)量濃度可為0.1～10mg/mL。

8.如權(quán)利要求2所述一種石墨烯/二氧化鈦復(fù)合多孔材料的制備方法，其特征在于所述溶劑揮發(fā)，是在苯乙烯嵌段共聚物的沉淀劑蒸汽氣氛中進(jìn)行；所述沉淀劑可選自甲醇、乙醇、正己烷中的至少一種。

9.如權(quán)利要求2所述一種石墨烯/二氧化鈦復(fù)合多孔材料的制備方法，其特征在于所述碳化的溫度為350～600℃，碳化的時間為0.5～6h。

10.如權(quán)利要求1所述一種石墨烯/二氧化鈦復(fù)合多孔材料在制備石墨烯/二氧化鈦多孔復(fù)合電極中的應(yīng)用，所述石墨烯/二氧化鈦多孔復(fù)合電極可用于光催化、鋰電池和超級電容器。