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专利号: 2021101222555
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种多级结构二氧化钛/碳纳米纤维负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)分别称取钛酸四正丁酯、聚乙烯吡咯烷酮置于无水乙醇中,再加入原硅酸四乙酯和乙酸溶液,搅拌至聚乙烯吡咯烷酮完全溶解,得到混合溶液;

2)称取嵌段共聚物F127加入步骤1)得到的混合溶液中,搅拌至完全溶解,得到静电纺丝前驱液;

3)将步骤2)制备的静电纺丝前驱液进行静电纺丝,得到纳米纤维;

4)将步骤3)得到的纳米纤维在Ar气氛中煅烧,得到SiO2/TiO2/C纳米纤维;

5)将步骤4)中得到的SiO2/TiO2/C纳米纤维分散在KOH溶液中,搅拌均匀,室温下静置反应后,将沉淀进行抽滤洗涤并收集;

6)将步骤5)中收集的沉淀分散在HNO3溶液中,进行离子交换,再次收集沉淀物并烘干;

7)将步骤6)中得到的产物在Ar气氛中煅烧,得到多级结构TiO2/C纳米纤维。

2.根据权利要求1所述的一种多级结构二氧化钛/碳纳米纤维负极材料的制备方法,其特征在于,步骤1)中钛酸四正丁酯、聚乙烯吡咯烷酮和原硅酸四乙酯的质量比为1:5:3;无水乙醇和乙酸溶液的体积比为10:1;且每10mL无水乙醇中加入5g钛酸四正丁酯。

3.根据权利要求1所述的一种多级结构二氧化钛/碳纳米纤维负极材料的制备方法,其特征在于,步骤2)中嵌段共聚物F127的加入质量为钛酸四正丁酯质量的5‑15%。

4.根据权利要求1所述的一种多级结构二氧化钛/碳纳米纤维负极材料的制备方法,其特征在于,步骤1)中搅拌时间为12h,步骤2)中搅拌时间为24h。

5.根据权利要求1所述的一种多级结构二氧化钛/碳纳米纤维负极材料的制备方法,其特征在于,步骤3)具体为:将步骤2)的静电纺丝前驱液加入针管中,在电压为15kV、针头与接收轴距离为20cm及1mL/h的推注速度下进行静电纺丝。

6.根据权利要求1所述的一种多级结构二氧化钛/碳纳米纤维负极材料的制备方法,其特征在于,步骤4)中煅烧温度为500℃,时间为2h。

7.根据权利要求1所述的一种多级结构二氧化钛/碳纳米纤维负极材料的制备方法,其‑1

特征在于,步骤5)中KOH溶液的浓度为2mol L ,且每200mL的KOH溶液中加入0.2gSiO2/TiO2/C纳米纤维,浸渍2h进行离子交换。

8.根据权利要求1所述的一种多级结构二氧化钛/碳纳米纤维负极材料的制备方法,其‑1

特征在于,步骤6)中HNO3溶液的浓度为0.02mol L ,且每200mL HNO3溶液中加入0.2g步骤

5)中收集的沉淀。

9.根据权利要求1所述的一种多级结构二氧化钛/碳纳米纤维负极材料的制备方法,其特征在于,步骤6)中烘干温度为60℃,烘干时间为12h。

10.根据权利要求1所述的一种多级结构二氧化钛/碳纳米纤维负极材料的制备方法,其特征在于,步骤7)中煅烧温度为300℃,时间为2h。