一种钛酸锂介孔单晶纳米颗粒/还原氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种钛酸锂介孔单晶纳米颗粒/还原氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用，所述介孔单晶纳米颗粒直径为30～60nm，介孔孔径分布为2～8nm。制备方法如下：将钛源和氧化石墨烯分别分散在乙醇溶剂中后混合，然后加入少许的去离子水和乙醇的混合溶液，100℃下回流制备得二氧化钛/氧化石墨烯复合材料，然后利用水热法还原氧化石墨烯，再将其与锂源进行水热锂化反应，最后在氩气气氛下进行热处理，即可得到钛酸锂介孔单晶纳米颗粒/还原氧化石墨烯复合材料。所制备的钛酸锂介孔单晶纳米颗粒具有丰富的电化学活性位，还原氧化石墨烯的引入有利于提高钛酸锂的电子导电率，在电化学测试中表现出良好的性能，有望在锂离子电池领域获得广泛的应用。

主权项

一种钛酸锂介孔单晶纳米颗粒/还原氧化石墨烯复合材料，其特征在于，所述复合材料具有如下结构：钛酸锂介孔单晶纳米颗粒负载在还原氧化石墨烯上；其中，钛酸锂介孔单晶纳米颗粒的直径为30～60nm，介孔孔径分布为2～8nm，重量百分含量为70～95％；所述复合材料的制备方法包括如下步骤：(1)制备氧化石墨烯；(2)将30～100mg步骤(1)得到的氧化石墨烯分散在200～500ml乙醇中，超声分散2～5h，得到分散液，将1～3g钛酸四丁酯与同质量的乙醇混合均匀后滴加到所述分散液中，搅拌20～60min，得到混合溶液；(3)将1～3g去离子水与同质量的乙醇混合均匀，加入步骤(2)所述的混合溶液，搅拌20～60min，在100℃下回流5～20h，冷却至室温，抽滤，用乙醇多次清洗并收集产物；(4)将步骤(3)的产物分散在100～200ml去离子水中，在120～200℃水热还原4～20h，离心洗涤冷冻干燥后收集产物；(5)将步骤(4)的产物与0.4～1.2mol/L的氢氧化锂溶液混合后，160～200℃水热锂化反应8～16h，离心洗涤干燥后收集产物；(6)将步骤(5)的产物在氩气气氛中于400～700℃下热处理2～6h，即可得到所述的钛酸锂介孔单晶纳米颗粒/还原氧化石墨烯复合材料。