[發明專利]一種二氧化鈦和二氧化錳復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811344520.9
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109346334B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 潘雙;王冰;唐立丹;齊錦剛;劉亮
• 申請（專利權）人: 遼寧工業大學
• 主分類號: H01G11/30
• 分類號: H01G11/30;H01G11/46;H01G11/86;H01G11/24
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 李燁

本發明公開了一種新型二氧化鈦和二氧化錳復合材料的制備方法，包括：步驟一、將鈦酸丁酯加入水中，配制成鈦酸丁酯溶液；步驟二、將鈦酸丁酯溶液超聲震蕩，水解后得到帶有烷基的二氧化鈦懸浮液；步驟三、將帶有烷基的二氧化鈦懸浮液進行水熱處理后，過濾、洗滌得到二氧化鈦粉末；步驟四、將高錳酸鉀和硫酸錳分別加入水中配制成溶液后，分別進行水浴及電脈沖處理；步驟五、將二氧化鈦粉末與電脈沖處理后的高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液混合后，進行水熱處理、過濾、洗滌、干燥后得到二氧化鈦和二氧化錳復合材料。本發明提供的新型二氧化鈦和二氧化錳復合材料的制備方法，制得的二氧化鈦和二氧化錳復合材料相對于其他二氧化錳復合材料面電容大幅度提高。

技術領域

本發明屬于電極材料制備技術領域，特別涉及一種新型二氧化鈦和二氧化錳復合材料及其制備方法。

背景技術

二氧化錳具有價格低廉、環境友好、豐富易得等優點，主要應用于超級電容器電極材料、鋰離子電池等方面，具有良好的應用前景，成為近幾年來的研究熱點之一。目前制備二氧化錳的方法比較多，主要有氧化還原法、電沉積法、微乳液法和溶膠-凝膠法等。但是這些方法都存在著一些缺點，比如：純度較低，耗時較長、操作相對復雜、效率較低等。

而且，普通的二氧化錳作為電極材料，電導率較低，在短的時間內有效活性物質的利用率低，造成實際的電容值偏低。研究表明，二氧化錳能夠通過改性來獲得更好的電容性能，最常用的改性方法是與其他材料進行摻雜復合。二氧化鈦是一種半導體材料且環境友好，當選用二氧化鈦對二氧化錳進行復合時，二氧化錳的電學性能明顯提高。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型二氧化鈦和二氧化錳復合材料的制備方法，其采用水熱法，在制備過程中以電脈沖作為輔助，制備工藝簡單，制得的二氧化鈦和二氧化錳復合材料相對于其他二氧化錳復合材料面電容大幅度提高。

本發明還有一個目的是提供一種新型二氧化鈦和二氧化錳復合材料，其具有較高的面電容，能夠作為超級電容材料。

本發明提供的技術方案為：

一種新型二氧化鈦和二氧化錳復合材料的制備方法，包括：

步驟一、將鈦酸丁酯加入水中配制成鈦酸丁酯溶液；

步驟二、將所述鈦酸丁酯溶液超聲震蕩進行水解反應，得到帶有烷基的二氧化鈦懸浮液；

步驟三、將所述帶有烷基的二氧化鈦懸浮液進行水熱處理后，抽濾、洗滌得到二氧化鈦粉末；

步驟四、將高錳酸鉀加入水中配制成高錳酸鉀溶液，將硫酸錳加入水中配制成硫酸錳溶液，將所述高錳酸鉀溶液和所述硫酸錳溶液分別進行水浴及電脈沖處理；

步驟五、將所述二氧化鈦粉末與電脈沖處理后的高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液的混合，混合均勻后倒入反應釜進行水熱處理、抽濾、洗滌、干燥后得到二氧化鈦和二氧化錳復合材料。

優選的是，在所述步驟二中，水解反應的時間為15～30min。

優選的是，在所述步驟三中，水熱處理的溫度為100～200℃，水熱時間為0.5～5h。

優選的是，在所述步驟四中，水浴溫度為70～90℃，時間為15～30min。

優選的是，在所述步驟四中，電脈沖處理的頻率為3～5Hz，電壓200～600V，時間30～90s。

優選的是，在所述步驟五中，水熱溫度為100～200℃，水熱時間為0.5～7h。

優選的是，在所述步驟五中，在水熱處理后陳化3～12h，再進行抽濾。

一種新型二氧化鈦和二氧化錳復合材料，采用所述的新型二氧化鈦和二氧化錳復合材料的制備方法進行制備。

本發明的有益效果是：