[发明专利]碳纳米管负载纳米Ti4

权利要求书

1.一种碳纳米管负载纳米Ti₄O₇复合材料，其特征在于，所述纳米Ti₄O₇原位负载在碳纳米管表面，碳纳米管的直径为30-50nm，长度为10-30μm，纳米Ti₄O₇的粒径为20-50nm；所述碳纳米管和所述纳米Ti₄O₇的质量比为1：4-4：1；

所述碳纳米管为改性处理的碳纳米管，所述改性处理包括以下具体操作步骤：先将碳纳米管分散于浓硫酸中，然后加入硝酸钠和高锰酸钾，经水稀释后再加入双氧水，反应后得到沉淀，再用稀盐酸和水将沉淀洗涤至滤液呈中性，再经干燥后得到表面酸氧化改性的碳纳米管。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管负载纳米Ti₄O₇复合材料，其特征在于，所述碳纳米管在浓硫酸中的浓度为20-60mg/mL，硝酸钠与碳纳米管的质量比为1：1-3，高锰酸钾与碳纳米管的质量比为1-2：1，水与浓硫酸的体积比为7-10：1，双氧水与浓硫酸的体积比为1：2-4，双氧水的质量分数为30%；所述硝酸钠和高锰酸钾在油浴下加入，所述油浴的温度为40-60℃，干燥的温度为60-80℃。

3.一种如权利要求1所述的碳纳米管负载纳米Ti₄O₇复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将碳纳米管分散在乙醇溶液中，将溶液pH调至酸性，得到A溶液；向A溶液中逐滴加入钛酸四丁酯和乙醇的混合溶液B进行水浴加热，水浴加热完成后进行溶剂热反应，反应完成后将产物清洗、干燥，得到碳纳米管/二氧化钛复合材料；

（2）将步骤（1）得到 的碳纳米管/二氧化钛复合材料在惰性气体保护下进行高温碳热还原反应，得到碳纳米管负载纳米Ti₄O₇复合材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，A溶液中碳纳米管的浓度为1-4 mg/mL，乙酸的体积分数为5-20%，B溶液中钛酸四丁酯的体积分数为1-4%。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，水浴的温度为50-80℃，时间为1-3 h，溶剂热反应的温度为160-200℃，时间为4-8 h。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，用酸将溶液pH值调节为2-3，所述酸为乙酸、硝酸、硫酸、盐酸中的至少一种。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，高温碳热还原反应的温度为900-1100℃，升温速率为5-10℃/min，保温时间为2-5h。

8.一种如权利要求1所述的碳纳米管负载纳米Ti₄O₇复合材料或者如权利要求3-7中任一项所述的制备方法制备得到的碳纳米管负载纳米Ti₄O₇复合材料的应用，其特征在于，将所述碳纳米管负载纳米Ti₄O₇复合材料用作锂硫电池中活性物质的载体、燃料电池中的载Pt催化剂以及光催化降解剂。