[发明专利]一种氮掺杂碳包覆的磷掺杂二氧化钛材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种氮掺杂碳包覆的磷掺杂二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将氨水、水加入乙醇和乙腈的混合溶液中，混合均匀，加入表面活性剂，滴加钛酸异丙酯，搅拌处理，得到乳浊液；将所述乳浊液离心，取沉淀，洗涤，干燥，得到无定型二氧化钛微孔纳米球；

(2)将次亚磷酸钠和步骤(1)所述无定型二氧化钛微孔纳米球置于反应器中，在保护气氛下升温至次亚磷酸钠的分解温度，关闭反应器的进气口和出气口，进行加热处理，得到加热后的产品，洗涤，干燥，得到磷掺杂二氧化钛纳米球；

(3)将步骤(2)所述磷掺杂二氧化钛纳米球超声分散至缓冲溶液中，加入多巴胺，搅拌处理，离心取沉淀，得到多巴胺包覆的磷掺杂二氧化钛纳米球；

(4)将步骤(3)所述多巴胺包覆的磷掺杂二氧化钛纳米球在保护气氛下升温进行煅烧处理，得到所述氮掺杂碳包覆的磷掺杂二氧化钛材料。

2.根据权利要求1所述的氮掺杂碳包覆的磷掺杂二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述氨水的质量百分比浓度为25％-28％，所述钛酸异丙酯、氨水及水的体积比为5：0.425：0.31-0.91。

3.根据权利要求1所述的氮掺杂碳包覆的磷掺杂二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)所述乙醇和乙腈的混合溶液中，乙醇和乙腈的体积比为3：1.5-3；所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述表面活性剂与氨水的质量体积比为0.1-0.2：0.425g/mL；所述水与所述乙醇和乙腈的混合溶液的体积比为0.31-0.91：250-275。

4.根据权利要求1所述的氮掺杂碳包覆的磷掺杂二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述搅拌处理的时间为4-8h；所述干燥的温度为60-80℃，干燥的时间为8-12h。

5.根据权利要求1所述的氮掺杂碳包覆的磷掺杂二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述无定型二氧化钛微孔纳米球和次亚磷酸钠的质量比为1:10-20。

6.根据权利要求1所述的氮掺杂碳包覆的磷掺杂二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述保护气氛为氩气或氮气气氛；所述升温的速率为1-5℃/min；加热处理的温度为400-550℃，加热处理的时间为1-2h；所述干燥的温度为60-80℃，干燥的时间为8-12h。

7.根据权利要求1所述的氮掺杂碳包覆的磷掺杂二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述缓冲溶液为Tris缓冲溶液；所述缓冲溶液的pH值为8-8.5；所述磷掺杂二氧化钛纳米球与多巴胺的质量比为2-4：1；所述磷掺杂二氧化钛纳米球与缓冲溶液的质量体积比为0.2：50-60g/mL；所述搅拌处理的时间为3-12h。

8.根据权利要求1所述的氮掺杂碳包覆的磷掺杂二氧化钛材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述保护气氛为氮气或氩气气氛；所述升温的速率为1-5℃/min；所述煅烧处理的温度为500-700℃，煅烧处理的时间为1-2小时。

9.一种由权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的氮掺杂碳包覆的磷掺杂二氧化钛材料。

10.权利要求9所述的氮掺杂碳包覆的磷掺杂二氧化钛材料在制备钠离子电池中的应用。