[发明专利]二氧化钛∕石墨烯纳米复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种二氧化钛/石墨烯纳米复合材料，其特征在于：石墨烯所占的比例为1～25wt％，其余为二氧化钛；其中，二氧化钛的形态是介孔结构或高能面占优，且二氧化钛都均匀分散在石墨烯表面。

2.按照权利要求1所述的二氧化钛/石墨烯纳米复合材料，其特征在于：石墨烯所占的比例优选为10～20wt％。

3.一种权利要求1所述的二氧化钛/石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于：采用钛源与石墨烯为初始原料，以水或有机溶剂为反应溶剂，通过水热合成或水解反应，得到具有介孔结构的二氧化钛或高能面占优的二氧化钛纳米片与石墨烯复合的纳米复合材料。

4.按照权利要求3所述的二氧化钛/石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于，水热合成过程如下：

将酸加入到石墨烯水溶液中，搅拌均匀，称取钛盐粉末加入到上述溶液中搅拌10～120分钟，将该溶液放入密封容器中，在50～200℃反应1～8小时后，将得到的黑色沉淀清洗烘干，即可得到锐钛矿相的介孔二氧化钛纳米球与石墨烯复合材料；其中，制备条件为石墨烯、钛盐和酸重量比＝1∶(5～20)∶(80～200)，石墨烯水溶液浓度为0.2～0.8g/L，加入量按照纯石墨烯计算比例；钛盐为硫酸钛、四氯化钛或钛酸四异丙酯，酸为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种。

5.按照权利要求4所述的二氧化钛/石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于，该复合材料是由尺寸在10～300nm的介孔二氧化钛球均匀分布在石墨烯上构成，其孔径在2～150nm，比表面积为40～180m²/g。

6.按照权利要求3所述的二氧化钛/石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于，水解过程如下：

将钛盐加入到石墨烯的有机溶液搅拌10～60分钟，把所得溶液放入密封瓶中100～180℃反应10～24小时；然后将所得沉淀离心清洗烘干，即得高能面占优的二氧化钛纳米片与石墨烯复合材料；其中，石墨烯和钛盐重量比＝1∶5～30，石墨烯的有机溶液浓度0.4～1g/L，加入量按照纯石墨烯计算比例；钛盐为硫酸钛、四氯化钛、钛酸四异丙酯或钛酸四丁酯，石墨烯有机溶液使用的有机溶剂选自乙醇、乙二醇、异丙醇、N甲基吡咯烷酮中的一种或几种。

7.按照权利要求6所述的二氧化钛/石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于，该复合材料为特征是厚度为2～20nm的二氧化钛纳米片的紧紧地锚固在石墨烯片层上，比表面积为50～350m²/g。

8.按照权利要求1所述的二氧化钛/石墨烯纳米复合材料的应用，其特征在于：二氧化钛/石墨烯纳米复合材料在动力锂离子电池材料或光催化材料领域应用。