[发明专利]一种二氧化钛/氮掺杂碳包覆SnO2复合电极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种二氧化钛/氮掺杂碳包覆SnO₂复合电极材料，其特征在于，该材料由核心和包覆在核心外表面的外壳层构成；所述核心为氮掺杂碳和SnO₂组成的 复合材料；所述外壳层是二氧化钛，所述核心包括氮掺杂碳包覆的SnO₂内核，以及包裹在内核表面的SnO₂外核。

2.如权利要求1所述的复合电极材料，其特征在于，所述二氧化锡为超小粒径二氧化锡颗粒，粒径范围为3-5nm。

3.如权利要求1所述的复合电极材料，其特征在于，所述复合电极材料的粒径范围为200-300nm。

4.如权利要求3所述的复合电极材料，其特征在于，所述外壳层厚度为5-20 nm。

5.一种权利要求1-4任一项所述的二氧化钛/氮掺杂碳包覆SnO₂复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

（1）将锡盐和吡咯按一定的物料比加入到乙醇和水组成的混合溶剂中，搅拌混合均匀；

（2）将引发剂缓慢滴加到步骤（1）制备的溶液中，引发吡咯聚合反应，并维持6-12 h；

（3）步骤（2）反应完成以后，过滤，滤饼洗涤后烘干，得到聚吡咯包覆的SnO₂前驱体；

（4）在SnO₂前驱体表面沉积TiO₂前体，得到具有TiO₂前体包覆的核壳结构的前驱体复合材料；

（5）将步骤（4）所得产物在惰性气氛下升温至400-500℃，并保持2-4h，冷却后即得到核壳结构二氧化钛/氮掺杂碳包覆SnO₂复合电极材料。

6.如权利要求5所述的复合电极材料的 制备方法，其特征在于，步骤（4），通过原子层沉积系统仪器在SnO₂前驱体表面沉积TiO₂前体。

7.如权利要求5所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1），乙醇和水的体积比为1:5-5:1。

8.如权利要求5所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述锡盐和吡咯的摩尔比例为2:1-1:2。

9.如权利要求5所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2），所述引发剂是氧化剂。

10.如权利要求9所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2），所述氧化剂是过硫酸铵、双氧水和氯化铁中的一种或几种。

11.如权利要求5所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（3），洗涤过程如下，先用去离子水洗涤；然后用无水乙醇洗涤。

12.如权利要求11所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于，使用无水乙醇冲洗的过程中使用相对于反应溶液1~3倍体积的无水乙醇进行冲洗。

13.如权利要求11所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（3），烘干过程如下，滤饼在80-120℃的鼓风烘箱中保温4-8 h，得到聚吡咯包覆的SnO₂前驱体。

14.如权利要求5所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（4），所述TiO₂前体是氢氧化钛。

15.如权利要求14所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（4），将聚吡咯包覆的SnO₂前驱体与乙醇混合均匀，然后涂覆于基片上，置于原子层沉积系统仪器中，以四氯化钛和水为反应源，反应温度为100-200℃，原子层沉积数圈为100-400圈。