[发明专利]一种SMFC用改性阳极纳米复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种SMFC用改性阳极纳米复合材料，其特征在于为还原氧化石墨烯/二氧化钛/1,4-二羟基蒽醌复合材料；主体结构包括二氧化钛微球、介孔和1,4-二羟基蒽醌和还原氧化石墨烯；直径为400nm的二氧化钛微球上设置有若干个介孔，介孔的内部填充有1,4-二羟基蒽醌，二氧化钛微球的表面包裹有还原氧化石墨烯。

2.根据权利要求1所述的SMFC用改性阳极纳米复合材料，其特征在于能够与的粘结剂混合后涂覆于碳基材料或金属基材料的表面，用于制备SMFC用改性阳极。

3.根据权利要求1或2所述的SMFC用改性阳极纳米复合材料，其特征在于制备方法的工艺过程包括溶胶-凝胶法制备介孔二氧化钛前驱体、在氧化石墨烯水溶液中加热回流、在乙醇水溶液中进行水热反应、在惰性气氛下高温煅烧和负压担载1,4-二羟基蒽醌共五个步骤。

4.根据权利要求3所述的SMFC用改性阳极纳米复合材料制备方法，其特征在于工艺过程为：

(1)溶胶-凝胶法制备介孔二氧化钛前驱体：将4mL钛酸四正丁酯加入到200mL乙二醇中，在室温下以400rpm的转速搅拌6-24h形成混合溶液，将混合溶液加入到含有1-2mL去离子水的340mL丙酮中，以600rpm的转速搅拌2h，离心收集白色沉淀；

(2)在氧化石墨烯水溶液中加热回流：取0.5g步骤(1)得到的白色沉淀加入到含有0.125-0.05g氧化石墨烯的100mL去离子水中，在90℃下回流4h，离心收集灰色沉淀；

(3)在乙醇水溶液中进行水热反应：将步骤(2)得到的灰色沉淀分散于20mL乙醇和10mL去离子水组成的混合溶液中，在180℃条件下水热反应24h，离心收集黑色沉淀；

(4)在惰性气氛下高温煅烧：在氮气氛围下，400℃煅烧黑色沉淀4h，得到石墨烯/二氧化钛复合纳米材料；

(5)负压担载1,4-二羟基蒽醌：取0.2g步骤(4)得到的石墨烯/二氧化钛复合纳米材料分散于50mL含有过饱和1,4-二羟基蒽醌的乙醇中，然后转移至真空度为50mbar的真空干燥箱中，静置15min，取出，洗涤和干燥，重复洗涤和干燥3次，得到担载有1,4-二羟基蒽醌的石墨烯/二氧化钛复合纳米材料。