[发明专利]复合材料和复合材料为载体的催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种复合材料的制备方法，其特征在于：所述复合材料为MO₂-C复合材料，MO₂-C复合材料中M为Ti、Ce、Ru、Sn中的一种或两种以上，所述MO₂-C复合材料微观上为纳米纤维交织的多孔结构，所述纳米纤维的直径为50-500 nm；

所述复合材料的制备方法：包括以下步骤，

1）静电纺丝溶液的配制：配制聚合物溶液和导电碳材料的分散液，并使二者混合均匀得混合液，于所得混合液中加入金属M的前驱体盐并再次混合均匀后得静电纺丝溶液，所述M为Ti、Ce、Ru、Sn中的一种或两种以上；

2）静电纺丝制备掺杂的聚合物纳米纤维：将步骤1）所述静电纺丝溶液置于静电纺丝设备中进行纺丝得掺杂的聚合物纳米纤维前体；

3）MO₂-C复合材料的制备：将步骤2）所得掺杂的聚合物纳米纤维前体于空气和/或氧气气氛中一定温度下进行热处理得MO₂-C复合材料，所述一定温度为聚合物开始分解温度以上且为开始碳氧化温度以下的温度；步骤3）所述聚合物开始分解温度为200-380℃；开始碳氧化温度为450℃；步骤1）中所述聚合物为聚丙烯腈或聚乙烯吡咯烷酮。

2.如权利要求1所述复合材料的制备方法，其特征在于：聚合物为聚丙烯腈时溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种或两种以上；聚合物为聚乙烯吡咯烷酮时溶剂为乙醇、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种或两种以上；所述聚合物溶液中聚合物的质量分数为5-20 %；

所述导电碳材料的分散液中，溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种或两种以上；导电碳材料为碳黑、活性炭 、碳纳米管、碳纳米纤维、碳微球或石墨粉中的一种或两种以上的混合物；所述导电碳材料于分散液中的质量分数为1-5%；

所述M的前驱体盐为钛酸丁酯、硝酸铈、氯化钌、氯化锡中的一种或两种以上的混合物。

3.如权利要求1所述复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1）静电纺丝溶液中聚合物与导电碳材料的质量比为10:1-1:1；导电碳材料与金属M的物质的量的比为0.2:1-1:1。

4.如权利要求1所述复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2）所述静电纺丝的条件为静电纺丝溶液的进料速度为0.03-1.0mm/min，静电纺丝的工作电压为10 ~30 kV，纺丝针头与接收部件的距离为5~15cm。

5.一种权利要求1-4任一制备方法制备得到的复合材料。