[发明专利]一种石墨烯包覆钛酸盐新型复合物及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯包覆钛酸盐复合物，其特征在于：至少由以下重量百分比数的组份制成：0.01~10%石墨烯，80~98.99%钛酸盐，1~10%偶联剂；其中，

所述石墨烯为氧化石墨烯、不同还原程度的氧化石墨烯或石墨烯；

所述钛酸盐的特征化学式组成表示为：A_xM_yTi_0.25~8O_2~17，其中A=Li，Na或K；M=Fe，Mg或Ca，0.75≤x≤2，0.4≤y≤1；

所述钛酸盐为片状、晶须状或颗粒状的碱金属基钛酸盐，其中片状钛酸盐特征尺寸参数为：2μm~15μm、厚度为100nm~5μm；其中晶须钛酸盐的特征尺寸参数为：直径0.2～0.6μm、长度10～20μm；其中颗粒钛酸盐的特征尺寸参数为：直径0.5~5μm。

2.一种权利要求1 所述的石墨烯包覆钛酸盐复合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）氧化石墨烯分散液的制备：将氧化石墨烯超声分散于溶剂中，制得氧化石墨烯分散液； 其中，氧化石墨烯分散液中的氧化石墨烯片层大小为50nm~50μm；所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.05~5g/L；所述溶剂为去离子水、乙醇、丙酮、乙二醇、异丙醇、正丙醇、甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃中的一种或几种；超声频率为20-80 kHz，超声分散时间为0.5-6h；

（2）熔盐法制备钛酸盐：将钛酸盐原料及熔盐混匀后煅烧、粉碎、洗涤、干燥，即得钛酸盐；其中，所述钛酸盐的特征化学式组成表示为：A_xM_yTi_0.25~8O_2~17，其中A=Li，Na或K；M=Fe，Mg或Ca， 0.75≤x≤2，0.4≤y≤1；所述钛酸盐原料包括含钛化合物；所述熔盐为氯化钾、氯化钠、硫酸钾、氯化钙、硫酸镁中的一种或几种；所述熔盐和钛酸盐原料的摩尔比为（0.2~10）：1，以钛酸盐的特征化学式计算；

所述钛酸盐原料还包括含金属A的碳酸盐、硝酸盐、氧化物、氟化物、氢氧化物其中的一种或几种；所述钛酸盐原料还包括含金属M的碳酸盐、硝酸盐、氧化物、氟化物、氢氧化物其中的一种或几种；所述钛酸盐原料还包括含金属A和M的光卤石、盐矿；

煅烧在电炉中进行，所述电炉为马弗炉或烧结炉；煅烧温度为500~1300℃；煅烧时间为1~24h；

（3）石墨烯包覆钛酸盐新型复合物的制备：将钛酸盐和偶联剂加入醇水混合溶液中，恒温搅拌；再加入氧化石墨烯分散液，并调节反应体系pH至中性，搅拌反应；产物洗涤、干燥、煅烧，即得石墨烯包覆钛酸盐新型复合物；

所述醇水混合溶液的体积比例为5：90~90：5，其中，醇为一元醇、二元醇和多元醇中的一种或几种；

所述偶联剂为硬脂酸、KH550、KH560、KH570、钛酸酯偶联剂中的一种或几种，偶联剂的用量为钛酸盐的1~20wt%；恒温搅拌温度为60~200℃，恒温搅拌时间为1~12h；搅拌反应温度为60~200℃，搅拌反应时间为1~12h；干燥温度为60~300℃；洗涤工艺为采用乙醇和去离子水洗涤，方法为离心、抽滤或板框过滤；煅烧采用管式炉煅烧，煅烧气氛为氮气或氩气，煅烧温度为120~1000℃，煅烧时间为1~24h。