移至内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，置于恒温干燥箱中，240°C下加热反应67小时；
[0044]4)反应后将所得反应物置于干燥箱中，在120°C下干燥，得到微黄色的粉体；
[0045]5)将步骤4)所得微黄色粉体置于管式炉中，在氮气保护下，1100°C下焙烧24小时，即得介孔微球形铌酸钛/碳复合材料。
[0046]实施例3
[0047]1)将一定量的甘氨酸超声分散或溶解在无水乙醇中；
[0048]2)将五氯化铌和四异丙醇钛分别加入到上述溶液中，其中钛/铌原子比=0.53，搅拌23小时，其中铌离子的浓度为15mol/L ;
[0049]3)将步骤2)所得混合液转移至内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，置于恒温干燥箱中，140°C下加热反应37小时；
[0050]4)反应后将所得反应物置于干燥箱中，在79°C下干燥，得到微黄色的粉体；
[0051]5)将步骤4)所得微黄色粉体置于管式炉中，在氩气保护下，820°C下焙烧37小时，即得介孔微球形铌酸钛/碳复合材料。
[0052]实施例4
[0053]步骤1)将一定量的柠檬酸超声分散或溶解在无水乙醇中；
[0054]步骤2)将乙醇铌和钛酸丁酯分别加入到上述溶液中，其中钛/铌原子比=0.4，搅拌0.1小时，其中铌离子的浓度为0.07mol/L ;
[0055]步骤3)将步骤2)所得混合液转移至内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，置于恒温干燥箱中，80°C下加热反应72小时；
[0056]步骤4)将步骤3)所得的反应物置于干燥箱中，在50°C下干燥，得到微黄色的粉体；
[0057]步骤5)将步骤4)所得微黄色粉体置于管式炉中，在氩气气体保护下，300°C下焙烧60小时，即得介孔微球形铌酸钛/碳复合材料。
[0058]实施例5
[0059]步骤1)将一定量的蔗糖超声分散或溶解在无水乙醇中；
[0060]步骤2)将草酸铌和硫酸氧钛分别加入到上述溶液中，其中钛/铌原子比=0.9，搅拌24小时，其中铌离子的浓度为27mol/L ;
[0061]步骤3)将步骤2)所得混合液转移至内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，置于恒温干燥箱中，100°C下加热反应1小时；
[0062]步骤4)将步骤3)所得的反应物置于干燥箱中，在130°C下干燥，得到微黄色的粉体；
[0063]步骤5)将步骤4)所得微黄色粉体置于管式炉中，在氩气气体保护下，410°C下焙烧1小时，即得介孔微球形铌酸钛/碳复合材料。
[0064]实施例6
[0065]步骤1)将一定量的炭黑超声分散或溶解在无水乙醇中；
[0066]步骤2)将四氟化钛和五氯化铌分别加入到上述溶液中，其中钛/铌原子比=0.5，搅拌12小时，其中铌离子的浓度为8mol/L ;
[0067]步骤3)将步骤2)所得混合液转移至内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，置于恒温干燥箱中，120°C下加热反应24小时；
[0068]步骤4)将步骤3)所得的反应物置于干燥箱中，在65°C下干燥，得到微黄色的粉体；
[0069]步骤5)将步骤4)所得微黄色粉体置于管式炉中，在氮气保护下，600°C下焙烧15小时，即得介孔微球形铌酸钛/碳复合材料。
[0070]实施例7
[0071]步骤1)将一定量的乙炔黑超声分散或溶解在无水乙醇中；
[0072]步骤2)将铌源和钛源分别加入到上述溶液中，其中钛/铌原子比=0.8，搅拌20小时，其中铌离子的浓度为24mol/L ;
[0073]步骤3)将步骤2)所得混合液转移至内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，置于恒温干燥箱中，235°C下加热反应60小时；
[0074]步骤4)将步骤3)所得的反应物置于干燥箱中，在100°C下干燥，得到微黄色的粉体；
[0075]步骤5)将步骤4)所得微黄色粉体置于管式炉中，在氮气保护下，750°C下焙烧50小时，即得介孔微球形铌酸钛/碳复合材料。
[0076]在该制备方法中，碳源的选择尤为重要，只有选择上述碳源时才能够得到球形形貌，如果碳源选择的不合适得不到球形形貌；本发明的反应温度和煅烧温度也尤为重要，如果选择不合适，则制备不出本发明的介孔微球形铌酸钛/碳复合材料。在反应温度的选择方面:一般聚四氟乙烯反应釜的耐热温度为260°C以下，温度过高就需要特殊材质，价格昂贵，且危险性大；温度太低的话可能不会发生反应，得不到产物。焙烧温度会影响产品的结晶度和尺寸大小，温度过高浪费能源，且会使得材料的颗粒尺寸长大；温度过低会使材料的晶化不好或者得不到铌酸钛/碳复合材料。
[0077]上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种介孔微球形铌酸钛/碳复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤: 步骤1)将一定量的碳源超声分散或溶解在无水乙醇中； 步骤2)将铌源和钛源分别加入到上述溶液中，其中钛/铌原子比=0.4-0.9，搅拌0.1-24小时，其中铌离子的浓度为0.07-27mol/L ; 步骤3)将步骤2)所得混合液转移至内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，置于恒温干燥箱中，80-250°C下加热反应1-72小时； 步骤4)将步骤3)所得的反应物置于干燥箱中，在50-130Γ下干燥，得到微黄色的粉体； 步骤5)将步骤4)所得微黄色粉体置于管式炉中，在惰性气体保护下，300-1150°C下焙烧1-60小时，即得介孔微球形铌酸钛/碳复合材料。2.根据权利要求1所述的介孔微球形铌酸钛/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中碳源为乙炔黑、葡萄糖、甘氨酸、柠檬酸、蔗糖、炭黑中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的介孔微球形铌酸钛/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中钛源为四氯化钛、三氯化钛、钛酸丁酯、硫酸氧钛、四异丙醇钛、四氟化钛中一种或几种。4.根据权利要求1所述的介孔微球形铌酸钛/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中铌源为乙醇铌、草酸铌、五氯化铌、草酸铌铵中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的介孔微球形铌酸钛/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中加热温度为100-235°C。6.根据权利要求1所述的介孔微球形铌酸钛/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中的惰性气体为氩气、氮气中的一种或两种。7.根据权利要求1所述的介孔微球形铌酸钛/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中的焙烧温度为410-1100°C。8.一种由权利要求1-7中任一权利要求所述的制备方法制备得到的介孔微球形铌酸钛/碳复合材料。9.根据权利要求8所述的介孔微球形铌酸钛/碳复合材料，其特征在于，介孔微球是由大量纳米粒子组装形成的，微球的尺寸为0.2-6微米。
【专利摘要】本申请公开了一种介孔微球形铌酸钛/碳复合材料的制备方法，包括以下步骤：将碳源超声分散或溶解于乙醇中；向上述所得溶液中加入铌源和钛源；将所得混合液装入高压反应釜加热反应；冷却后经干燥、在惰性气体保护下焙烧即得介孔微球形铌酸钛/碳复合材料。本发明还公开了一种由上述制备方法制备得到的介孔微球形铌酸钛/碳复合材料，本发明将纳米化、碳材料包覆和介孔结构材料的优点有机的结合起来，创造性的制备出一种新型的介孔微球形铌酸钛/碳复合材料，该材料作为锂离子电池负极材料展现出优异的大倍率充放电性能。此外，本发明提供的铌酸钛/碳复合材料制备方法具有工艺简单，成本低，易于规模化生产等优点。
【IPC分类】H01M4/139, H01M4/48, H01M4/583
【公开号】CN105304887
【申请号】CN201510908743
【发明人】刘光印, 郭佳莉, 毛武涛, 赵强, 孙瑞雪, 张瑞雪, 柳文敏, 谢海泉, 杨浩, 季晓广
【申请人】南阳师范学院
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年12月9日