[发明专利]氧化物包覆硅钛合金/石墨烯纳米复合材料的制备方法及应用

权利要求书

1.氧化物包覆硅钛合金/石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)制备无定型硅钛合金粉末，制备过程中，硅和钛形成两组分的二硅化钛和单质硅的合金；

2)制备硅钛合金/石墨烯纳米复合材料

在保护气氛或真空条件下，将摩尔比为20～1:1～0.1的无定型硅钛合金粉末和石墨烯粉末混合，球磨后制备得到硅钛合金/石墨烯纳米复合材料；

3)制备氧化物包覆的硅钛合金/石墨烯纳米复合材料，具体步骤如下：

3.1)将盐和/或酯溶解在水和醇的混合溶液中，在剧烈搅拌条件下，在溶液中通入惰性气体，除去溶液中溶解的氧气和二氧化碳，

3.2)在惰性气体气氛中，在剧烈搅拌条件下，将步骤2)制备得到的硅钛合金/石墨烯纳米复合材料加入溶液，制得混合均匀的悬浊液；在惰性气体气氛中，在剧烈搅拌条件下，缓缓逐滴滴加氨水，使氨水与可溶性盐和/或酯发生反应生成氢氧化物沉淀，均匀地包覆在硅钛合金/石墨烯纳米复合材料表面，

3.3)将步骤3.2)制备得到的溶液在在惰性气体气氛中过滤；得到氢氧化物包覆的硅钛合金/石墨烯纳米复合材料；用乙醇洗涤数次；将洗涤后得到氢氧化物包覆的硅钛合金/石墨烯纳米复合材料在惰性气氛煅烧冷却到室温，得到氧化物包覆的硅钛合金/石墨烯纳米复合材料。

2.根据权利要求1所述的氧化物包覆硅钛合金/石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于：

所述无定型硅钛合金粉末的制备采用真空熔炼法，先熔炼成合金，再将合金粉碎成粉末，然后搅拌球磨成无定型硅钛合金粉末，

熔炼时还加入了其他金属及其他非金属，其他金属为钴(Co)、铁(Fe)、镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、钛(Ti)、钒(V)、锰(Mn)、锌(Zn)、锗(Ge)、钼(Mo)、铟(In)、锑(Sb)、铋(Bi)、钡(Ba)、钨(W)、钯(Pd)、铌(Nb)、锆(Zr)和镓(Ga)中的一种或多种；

其它非金属为硼(B)、碳(C)、氮(N)、硅(Si)和磷(P)中的一种或多种；

熔炼过程中硅、钛与其他金属和/或非金属熔炼后形成两组分或两组分以上的硅钛合金化合物Si_XM_Y；其中，M表示一种以上金属和/或非金属元素，X，Y是摩尔数，0.7≤XX+Y<1.]]>

3.根据权利要求2所述的氧化物包覆硅钛合金/石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于：

在熔炼成合金前，先将各原料混合均匀后压片。

4.根据权利要求1所述的氧化物包覆硅钛合金/石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于：

在制备无定型硅钛合金粉末时，原料中硅与钛的摩尔比为N，2<N≤50。

5.根据权利要求1所述的氧化物包覆硅钛合金/石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于：

步骤2)所述石墨烯粉末为采用改进Hummers方法制备；所述无定型合金颗粒和石墨烯粉末的质量比为100:30～1。

6.根据权利要求1所述的氧化物包覆硅钛合金/石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于：

步骤3)所述盐为可溶于水的硫酸盐、硝酸盐和醋酸盐一种或多种；盐的阳离子为铝、钛、镁、锌、锰、锡、锆、铁、钴、镍、铜、钨、镓和钇中的一种或几种；

所述醇包括乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇和乙二醇中的一种或多种；所述水和醇的体积比为100～40:1～60；

所述惰性气体为氮气、氦气和氩气中的一种或多种；

所述溶液中通入惰性气体，除去溶液中溶解的氧气和二氧化碳时间为1～10小时/升。

7.根据权利要求1所述的氧化物包覆硅钛合金/石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于：

步骤4)中滴加氨水的量为氨和溶液中阳离子生成氢氧化物摩尔数的1～2倍。