[发明专利]一种原位合成TiO2介晶‑碳‑石墨烯纳米复合材料的方法及其应用

摘要

本发明涉及一种原位合成TiO2介晶‑碳‑石墨烯纳米复合材料的方法及其应用，具体步骤包括聚乙烯吡咯烷酮分散溶解，再分别加入氧化石墨烯、十六烷基硫酸钠和钛酸异丙酯，离心、洗涤、退火碳化制得。这种复合电极材料中TiO2介晶属于锐钛矿相的TiO2，且由非常微小的纳米晶，均匀地分散和嵌入到石墨烯中，且均匀地包覆着一层无定型的碳，微小纳米晶都沿着（101）方向取向排列，这种TiO2介晶‑碳‑石墨烯纳米复合材料具非常大的比表面积，可达280‑290 m2 g‑1。该纳米复合材料具有优异的导电性和良好的韧性，其操作简便、成本低、纯度高、性能优异，可以大量合成，此产品还能推广至其他能源和催化等领域的应用。

主权项

一种原位合成TiO2介晶‑碳‑石墨烯纳米复合材料的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）将0.2‑0.8 g的聚乙烯吡咯烷酮分散溶解在35‑60 mL 1.5‑2.5 mol/L硝酸溶液中，搅拌5‑10分钟；（2）在步骤（1）制得的溶液中加入20‑40 mg的氧化石墨烯，边超声边搅拌30‑50 min；（3）在步骤（2）制得的溶液中加入1.5‑2.5 g的十六烷基硫酸钠，搅拌分散溶解；（4）在步骤（3）制得的溶液中滴加0.7‑1.5 mL钛酸异丙酯,在60‑90℃下反应30‑60 h；（5）将步骤（4）的反应体系经离心、洗涤得到灰白色固体，将固体经500‑700 ℃退火碳化得到所述的TiO2介晶‑碳‑石墨烯纳米复合材料。