一种用于制作充电电池电极的插层复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于制作充电电池电极的插层复合材料及其制备方法，所述的插层复合材料由纳米氧化钛和氧化石墨烯组成，所述的制备方法包括如下步骤：a）制备氧化石墨烯，b）配制硫酸钛溶液，c）混合反应及成型处理。本发明揭示了一种用于制作充电电池电极的插层复合材料及其制备方法，该插层复合材料制备合理，实施简便，不仅具有优异的导电性能和光催化性能，还具有较好的可重复使用性能和稳定性能。
【专利说明】—种用于制作充电电池电极的插层复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电子材料，尤其涉及一种用于制作充电电池电极的插层复合材料及其制备方法，属于电子材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]电子材料是现代电子工业和科学技术发展的物质基础，主要是指在电子技术和微电子技术中使用的材料，包括介电材料、半导体材料、压电与铁电材料、导电金属及其合金材料、磁性材料、光电子材料以及其他相关材料。电子材料涵盖范围广泛，其主要功能在于本身为光机能性，或会影响产品电气性质的材料。当前，电子材料主要应用于IC制造、平面显示器、构装、印刷电路板、太阳电池等产业。
[0003]可再充电池是与人们生活密切相关的电子产品，其电极材料的性能直接决定了可再充电池的使用性能，故电极材料的制作尤显重要。目前，可再充电池电极材料的制作较多采用复合材料，由于各种复合材料材质上的性能差异以及制备工艺上的差别，制作成的各种电极材料体现的性能各有优劣，但具备优异的导电、光催化、可重复使用、稳定等综合性能的电极材料很少。某些电极材料虽然具备了良好的综合性能，但在制备上费时、费力、费材，不宜大面积推广应用。
【发明内容】
[0004]针对上述需求，本发明提供了一种用于制作充电电池电极的插层复合材料及其制备方法，该插层复合材料制备合理，实施简便，不仅具有优异的导电性能和光催化性能，还具有较好的可重复使用性能和稳定性能。
[0005]本发明是一种用于制作充电电池电极的插层复合材料及其制备方法，所述的插层复合材料由纳米氧化钛和氧化石墨烯组成，所述的制备方法包括如下步骤:a)制备氧化石墨烯，b)配制硫酸钛溶液，c)混合反应及成型处理。
[0006]在本发明一较佳实施例中，所述的纳米氧化钛和氧化石墨烯占复合材料的质量分数为:纳米氧化钛64%，氧化石墨烯36%。
[0007]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤a)中，制备氧化石墨烯包括如下步骤:1)用氢!氧化纳和浓盐酸提纯石墨；2)将提纯石墨、硝酸纳、浓硫酸、闻猛酸钟混合揽祥制取闻黏稠液体；3)超声处理混合溶液制取氧化石墨烯水溶液。
[0008]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤b)中，硫酸钛溶液由0.03g/mL硫酸钛溶解于1.25mol/L硫酸溶液中制取。
[0009]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤c)中，混合反应及成型处理包括如下步骤:I)采用0.2mol/L氢氧化钠溶液超声处理氧化石墨烯水溶液获得剥离的氧化石墨烯；2)将剥离后获得的氧化石墨烯加入硫酸钛溶液中反应2h ；3)将反应产物经抽滤、洗涤、干燥处理后制得成品。
[0010]本发明揭示了一种用于制作充电电池电极的插层复合材料及其制备方法，该插层复合材料制备合理，实施简便，不仅具有优异的导电性能和光催化性能，还具有较好的可重复使用性能和稳定性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明实施例用于制作充电电池电极的插层复合材料制备方法的工序步骤图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0013]图1是本发明实施例用于制作充电电池电极的插层复合材料制备方法的工序步骤图；该插层复合材料由纳米氧化钛和氧化石墨烯组成，所述的制备方法包括如下步骤:a)制备氧化石墨烯，b)配制硫酸钛溶液，c)混合反应及成型处理。
[0014]本发明提及的用于制作充电电池电极的插层复合材料采用氧化石墨和硫酸钛作为初始反应物进行制备，制备时以经碱溶液剥离后单层和多层的氧化石墨混合物作为负载，由硫酸钛水解生成的氧化钛离子基团通过静电吸引扩散进入到氧化石墨烯层间，在低温条件下成核生长，形成了纳米氧化钛/氧化石墨烯插层复合材料。该插层复合材料中，纳米氧化钛的质量分数为64%，氧化石墨烯的质量分数36%。经各项性能测试，该插层复合材料体现了优异的光催化性能，以及较好的可重复使用性能和稳定性能，非常适合用于可再充电池电极材料制造或用于太阳能电池制造。
实施例
[0015]具体制备方法如下:
a)制备氧化石墨烯，首先进行石墨的提纯，具体提纯过程为:先将一定量的石墨加入到30wt%的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后,在450°C下熔融反应Ih ;然后自然冷却,用去离子水洗涤过滤至中性；再将石墨加入到浓盐酸中浸泡lh，用去离子水洗涤过滤至中性；最后在200°C干燥箱中脱水烘干，制得提纯的石墨。然后将提纯石墨、硝酸钠、浓硫酸放入置于冰水浴中的混合容器中，不断搅拌，随后逐渐加入高锰酸钾，整个冰水浴冷却过程持续2h，其中，提纯石墨、硝Ife纳、浓硫fe、闻猛Ife钟的质量比为4:3:240: 18 ;待冷却结束后，在20 C下继续温和搅拌混合物5天，制得高黏稠液体；最后采用超声处理制取氧化石墨烯水溶液，具体制取过程为:先将制得的高黏稠液体在搅拌的条件下加入到5 wt%硫酸中，搅拌2h后，再向溶液中加入30wt%双氧水，继续搅拌2h ;然后用二次去离子水洗涤过滤，再加入到二次去离子水和无水乙醇的混合溶液中超声处理lh，静置24h后将沉淀去除，即制得氧化石墨烯水溶液。
[0016]b)配制硫酸钛溶液，将一定量的硫酸钛溶解于1.25mol/L硫酸溶液中即可制取硫酸钛溶液，其中硫酸钛的浓度为0.03g/mL。
[0017]c)混合反应及成型处理，具体制备过程为:将步骤a)制取的氧化石墨烯水溶液与浓度为0.2mol/L氢氧化钠溶液混合,两种溶液的体积相同,超声处理30min，获得剥离的氧化石墨烯，其分散性得到加强；然后将剥离后获得的氧化石墨烯加入到事先在80°C水浴预热15min的硫酸钛溶液中，反应2h ;待反应结束后，趁热抽滤，并用去离子水洗涤至中性，最后在80°C干燥箱中干燥12 h，即制得氧化钛/氧化石墨烯插层复合材料。
[0018]本发明揭示了一种用于制作充电电池电极的插层复合材料及其制备方法，该插层复合材料制备合理，实施简便，不仅具有优异的导电性能和光催化性能，还具有较好的可重复使用性能和稳定性能。
[0019]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种用于制作充电电池电极的插层复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的插层复合材料由纳米氧化钛和氧化石墨烯组成，所述的制备方法包括如下步骤:a)制备氧化石墨烯，b)配制硫酸钛溶液，c)混合反应及成型处理。
2.根据权利要求1所述的用于制作充电电池电极的插层复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的纳米氧化钛和氧化石墨烯占复合材料的质量分数为:纳米氧化钛64%，氧化石墨稀36%ο
3.根据权利要求1所述的用于制作充电电池电极的插层复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的步骤a)中，制备氧化石墨烯包括如下步骤:1)用氢氧化钠和浓盐酸提纯石墨；2)将提纯石墨、硝酸钠、浓硫酸、高锰酸钾混合搅拌制取高黏稠液体；3)超声处理混合溶液制取氧化石墨烯水溶液。
4.根据权利要求1所述的用于制作充电电池电极的插层复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的步骤b)中，硫酸钛溶液由0.03g/mL硫酸钛溶解于1.25mol/L硫酸溶液中制取。
5.根据权利要求1所述的用于制作充电电池电极的插层复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的步骤c)中，混合反应及成型处理包括如下步骤:1)采用0.2mol/L氢氧化钠溶液超声处理氧化石墨烯水溶液获得剥离的氧化石墨烯；2)将剥离后获得的氧化石墨烯加入硫酸钛溶液中反应2h ；3)将反应产物经抽滤、洗涤、干燥处理后制得成品。
【文档编号】H01M4/86GK104466196SQ201410603301
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】马进 申请人:常熟市微尘电器有限公司