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专利号: 2021109241925
申请人: 电子科技大学长三角研究院(湖州)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种碳化钛‑碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)将清洗后的基底放置在等离子体石英管中,在600‑900℃温度、10‑30Pa真空度和

300‑700W等离子体强度条件下,反应碳源为丙酮,经氩气鼓泡携带进入等离子体石英管中,氩气流量为150‑300sccm,反应时间为1‑5h,冷却,得碳化钛‑碳核壳阵列;

(2)以步骤(1)所得碳化钛‑碳核壳阵列为载体置于离子体石英管中,在300‑800℃温度、5‑25Pa真空度和300‑900W等离子体强度条件下,以氩气、氢气和甲烷的混合气体为等离子体反应气体,反应碳源为甲烷,反应时间为5‑30min,冷却,得碳化钛‑碳核壳阵列负载垂直石墨烯复合材料;

(3)将步骤(2)所得碳化钛‑碳核壳阵列负载垂直石墨烯复合材料置于原子层沉积仪中,以0.01‑0.1mol/L硝酸锰和去离子水为反应源,反应温度为100‑200℃,原子层沉积周期为100‑300周,然后在氩气气氛中经200‑500℃热处理3‑6h,得碳化钛‑碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料。

2.如权利要求1所述的碳化钛‑碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料的制备方法,其特征在于,所述基底为钛铝钒合金片。

3.如权利要求1所述的碳化钛‑碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,氩气流量为10‑50sccm,氢气流量10‑50sccm,甲烷流量为5‑

20sccm。

4.权利要求1‑3任一项所述的碳化钛‑碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料的制备方法制得的碳化钛‑碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料。

5.如权利要求4所述的碳化钛‑碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料,其特征在于,所述碳化钛‑碳核壳阵列直径为200‑600nm,所述垂直石墨烯/二氧化锰厚度为300‑

800nm。

6.如权利要求4所述的碳化钛‑碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料,其特征在于,所述碳化钛‑碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料直径为500nm‑1.5μm。

7.如权利要求4所述的碳化钛‑碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料,其特征在于,所述碳化钛‑碳核壳阵列为核壳纳米杆结构,其中碳化钛为内核,碳为外壳。

8.如权利要求4所述的碳化钛‑碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料,其特征在于,所述垂直石墨烯/二氧化锰为核壳结构,其中二氧化锰纳米颗粒均匀包覆在垂直石墨烯上。

9.权利要求4‑8任一项所述的碳化钛‑碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料在锌离子电池中的应用。

10.权利要求4‑8任一项所述的碳化钛‑碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料在锌离子电池正极材料中的应用。