[發(fā)明專利]一種納米碳和二氧化鈦共修飾的海泡石復(fù)合材料的制備方法及用途有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910848255.6 | 申請日： | 2019-09-09 |
| 公開（公告）號： | CN110534720B | 公開（公告）日： | 2022-12-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 丁燕懷;姜文武;蔣運鴻;樊振宇;姜勇;張平 | 申請（專利權(quán)）人： | 湘潭大學(xué) |
| 主分類號： | H01M4/36 | 分類號： | H01M4/36;H01M4/48;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525;B01J35/10;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 北京睿智保誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732 | 代理人： | 周新楣 |
| 地址： | 411105 湖*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 納米 氧化 修飾 海泡石 復(fù)合材料 制備 方法 用途 | ||
本發(fā)明公開了一種納米碳和二氧化鈦共修飾的海泡石復(fù)合材料的制備方法及用途，所述納米碳和二氧化鈦共修飾的海泡石復(fù)合材料由海泡石纖維表面生長納米顆粒并包覆檸檬酸后煅燒得到。本發(fā)明的優(yōu)點為：一是納米纖維海泡石原料豐富；二是用作碳包覆的碳源檸檬酸和用來生長二氧化鈦納米顆粒的鈦酸四正丁酯成本低；三是本制備方法合成溫度低，重復(fù)性好，整個工藝流程對環(huán)境友好，適合工業(yè)生產(chǎn)；四是本制備方法得到的納米碳和二氧化鈦共修飾的海泡石復(fù)合材料作為負極材料時充放電容量高，循環(huán)性能優(yōu)異。而作為光催化劑使用時能有效降解水中的有機污染物，是一種環(huán)境友好的高性能光催化劑材料。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種納米碳和二氧化鈦共修飾的海泡石復(fù)合材料的制備方法及用途，屬于新能源材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
如今，鋰離子電池已經(jīng)廣泛應(yīng)用到人們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中，在電動汽車、固定式儲能系統(tǒng)和便攜式電子設(shè)備中發(fā)揮著越來越重要的作用，因此，人們對鋰離子電池的要求不斷提高，開發(fā)高效的電極材料也成為了提升鋰離子電池性能的關(guān)鍵。石墨是最常見的鋰離子電池負極材料之一，但其低理論比容量(372mAh/g)較低，且循環(huán)性能較差。金屬氧化物被認為是理想的鋰離子電池負極材料候選，特別是TiO2材料，其成本低，對環(huán)境友好，安全性高，循環(huán)穩(wěn)定性好。但TiO2離子擴散能壘高，帶隙大，導(dǎo)致其離子擴散性能低，電子傳導(dǎo)性低。尺寸納米化和碳包覆是提高TiO2性能的有效途徑。
海泡石是一種纖維狀的天然黏土礦物，主要成分為含水硅酸鎂，具有非常高的比表面積和獨特的孔道結(jié)構(gòu)，是公認的吸附能力最強的粘土礦物。海泡石常用于制備催化劑和功能材料的載體，在材料尺寸納米化中具有廣泛的應(yīng)用。海泡石的特殊結(jié)構(gòu)決定了它擁有包括貫穿整個結(jié)構(gòu)的通道，理論上這些通道可以用于鋰離子的儲存。但是，迄今為止未見海泡石用于鋰離子電池負極材料的報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種納米碳和二氧化鈦共修飾的海泡石復(fù)合材料的制備方法及用途。
一種納米碳和二氧化鈦共修飾的海泡石復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
步驟一：將海泡石超聲分散于去離子水中，再將檸檬酸加入上述分散液后置于磁力攪拌器上攪拌；
步驟二：將步驟一所得分散液轉(zhuǎn)入微型反應(yīng)釜進行水熱反應(yīng)，反應(yīng)完后，取沉淀并用去離子水和無水乙醇洗凈，然后放入干燥箱中干燥；
步驟三：取上述干燥后的沉淀超聲分散于無水乙醇中，加入鈦酸四正丁酯后置于磁力攪拌器上充分攪拌，得到懸浮溶液；
步驟四：將上述懸浮溶液放入微型反應(yīng)釜進行溶劑熱反應(yīng)，反應(yīng)完后，取沉淀并用去離子水和無水乙醇洗凈，然后放入干燥箱中干燥，得到前驅(qū)體；
步驟五：將上述前驅(qū)體平鋪于剛玉瓷舟中，放入惰性氣體保護的管式爐中煅燒，待冷卻至室溫后取出，得到一種納米碳和二氧化鈦共修飾的海泡石復(fù)合材料。
復(fù)合材料中碳含量為0～10％，二氧化鈦含量為0～30％，海泡石含量為60～100％。
所述步驟一中，海泡石與檸檬酸的質(zhì)量比為1:4～1:6，海泡石與去離子水的質(zhì)量比為1:40～1:80。
所述步驟二中，微型反應(yīng)釜的水熱反應(yīng)溫度為160～200℃，反應(yīng)時間為4～8h。
所述步驟二中，干燥溫度為60～80℃，干燥時間為18-24h。
所述步驟三中，沉淀物與鈦酸四正丁酯的質(zhì)量百分比為1:2～1:5。
所述步驟四中，微型反應(yīng)釜的溶劑熱反應(yīng)溫度為160～200℃，反應(yīng)時間為6～10h。
所述步驟四中，干燥溫度為60～80℃，干燥時間為18-24h。
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