[发明专利]二氧化钛纳米管-碳复合材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.二氧化钛纳米管-碳复合材料，其特征在于它包括二氧化钛纳米管和在该二氧化钛纳米管的内壁和外壁表面上的内、外复合碳层。

2.根据权利要求1的复合材料，其中二氧化钛纳米管的基体相的晶型是锐钛矿型。

3.根据权利要求1或2的复合材料，其中二氧化钛纳米管的管壁厚度为1.5-50nm。

4.根据权利要求1-3中任何一项的复合材料，其中内、外复合碳层的厚度各自独立地是0.3-15nm。

5.制备权利要求1-4中任何一项的二氧化钛纳米管-碳复合材料的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

（a）光催化聚合反应步骤：将二氧化钛纳米管粉体分散在含有小分子单体或含有小分子单体和贵金属酸或酸盐或贵金属盐的水溶液中，通过光催化聚合反应，使小分子单体在二氧化钛纳米管的内、外壁表面上聚合生成一层低聚物，然后将所得混合物进行固液分离、水洗及干燥，获得干燥固体产物；

（b）高温热解反应步骤：在惰性气体保护或真空条件下，将上述干燥固体产物进行高温热解反应。

6.根据权利要求5的方法，其中在步骤(a)中，所述的小分子单体是在水或水溶液中有一定溶解度的小分子有机化合物单体，优选是选自苯酚、苯胺、丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺、丙烯酸C1-C10烷基酯或甲基丙烯酸C1-C10烷基酯中的一种或两种或多种。

7.根据权利要求6的方法，其中所述的丙烯酸C1-C10烷基酯是丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯；所述甲基丙烯酸C1-C10烷基酯是甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯。

8.根据权利要求5-7中任何一项的方法，其中所述的贵金属是元素周期表第III族或第IB族中的贵金属，优选是铂、金或银；更优选地，所述的贵金属酸或酸盐或贵金属盐是选自氯铂酸、氯铂酸钾、氯铂酸钠、氯铂酸铵、氯金酸、氯金酸钠、氯金酸钾、氯金酸铵或硝酸银中的一种或两种或多种。

9.根据权利要求5-8中任何一项的方法，其中所述的光催化聚合反应是在太阳光辐照或人造光源辐照下所进行的。

10.根据权利要求5-9中任何一项的方法，其中进行所述的高温热解反应的热解温度是350~1200℃，优选380℃~1100℃，更优选400℃~900℃。

11.根据权利要求5-7中任何一项的方法，其中所述的惰性气体是在高温下不与被热解物质发生反应的惰性气体，优选是氮气或氩气。

12.权利要求1-4中任何一项的二氧化钛纳米管-碳复合材料的用途，其特征在于它用作光催化剂。