[发明专利]Co(OH)2/TiO2纳米管阵列复合材料及其制法

权利要求书

1.一种Co(OH)₂/TiO₂纳米管阵列复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：制备CoCl₂水溶液

将CoCl₂·6H₂O的固体颗粒溶解于蒸馏水中，制得质量浓度为0.01~0.02 g/mL的CoCl₂水溶液；

步骤2：混合原料

将TiO₂纳米管阵列放置于CoCl₂水溶液中，超声，当TiO₂纳米管阵列中空气完全排出后，得到混合体系；其中，按质量比，TiO₂纳米管阵列：CoCl₂=(80~200)：1；

所述的TiO₂纳米管阵列排列整齐，管壁的厚度10nm，TiO₂纳米管阵列的纳米管直径为40~60nm；

步骤3：沉积

向混合体系中，加入摩尔浓度为0.1~0.3 mol/L的氨水，充分搅拌，再用摩尔浓度为0.5~2 mol/L的氨水滴定，当pH值为7.2~8.8时，进行沉积，沉积时间为2~5 h，得到沉积后的Co(OH)₂/TiO₂纳米管阵列复合材料；其中，按摩尔比，Co：氨水=1：(2.5~3.8)；

步骤4：清洗

将沉积后的Co(OH)₂/TiO₂纳米管阵列复合材料用蒸馏水清洗，得到的Co(OH)₂/TiO₂纳米管阵列复合材料；

得到的Co(OH)₂/TiO₂纳米管阵列复合材料是以TiO₂纳米管为基体材料，负载有Co(OH)₂纳米颗粒；Co(OH)₂纳米颗粒的粒径为40.5±13.8 nm；Co(OH)₂纳米颗粒嵌入在TiO₂纳米管阵列中，形成“管粒结合”的纳米复合结构；

得到的Co(OH)₂/TiO₂纳米管阵列复合材料中，80%~90%的TiO₂纳米管阵列中均掺渗了Co(OH)₂纳米颗粒；

得到的Co(OH)₂/TiO₂纳米管阵列复合材料的比电容为260~280 F/g。

2.如权利要求1所述的Co(OH)₂/TiO₂纳米管阵列复合材料的制备方法，其特征在于，所述的TiO₂纳米管阵列，为采用阳极氧化法电解纯钛金属薄片制得。

3.如权利要求2所述的Co(OH)₂/TiO₂纳米管阵列复合材料的制备方法，其特征在于，所述的TiO₂纳米管阵列，其制备方法为：

(1)将纯钛金属薄片打磨，在进行化学腐蚀，清水冲洗，得到预处理后的纯钛金属薄片；

(2)以预处理后的纯钛金属薄片作为阳极，纯铁为阴极，加入电解质，进行电解，得到电解后的TiO₂纳米管阵列；其中，电解电压为10~30V，电解时间为0.5~2h，电解质为NH₄F和甘油的混合水溶液，其中，按质量百分比，NH₄F为0.3~0.6%，甘油为15~30%，余量为水；

(3)将电解后的TiO₂纳米管阵列进行冲洗，去除其表面的杂质，然后干燥，得到TiO₂纳米管阵列。

4.如权利要求3所述的Co(OH)₂/TiO₂纳米管阵列复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，所述的化学腐蚀采用的试剂为：HF、HNO₃和H₂O的混合液；其中，按体积比，HF为5~15%，HNO₃为35~45%，余量为水。