[发明专利]一种碳化钛-碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料及其制备方法和应用有效
| 申请号： | 202110924192.5 | 申请日： | 2021-08-12 |
| 公开（公告）号： | CN113636554B | 公开（公告）日： | 2022-12-20 |
| 发明（设计）人： | 夏新辉;张永起 | 申请（专利权）人： | 电子科技大学长三角研究院（湖州） |
| 主分类号： | C01B32/921 | 分类号： | C01B32/921;C01B32/00;C01B32/186;C01G45/02;B82Y40/00;B82Y30/00;H01M4/62;H01M4/50;H01M10/36 |
| 代理公司： | 北京正华智诚专利代理事务所(普通合伙) 11870 | 代理人： | 李林合 |
| 地址： | 313001 浙江省湖州市西塞*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 碳化 碳核壳 阵列 负载 垂直 石墨 二氧化锰 复合材料 及其 制备 方法 应用 | ||
1.一种碳化钛-碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将清洗后的基底放置在等离子体石英管中，在600-900℃温度、10-30Pa真空度和300-700W等离子体强度条件下，反应碳源为丙酮，经氩气鼓泡携带进入等离子体石英管中，氩气流量为150-300sccm，反应时间为1-5h，冷却，得碳化钛-碳核壳阵列；所述基底为钛铝钒合金片；
(2)以步骤(1)所得碳化钛-碳核壳阵列为载体置于离子体石英管中，在300-800℃温度、5-25Pa真空度和300-900W等离子体强度条件下，以氩气、氢气和甲烷的混合气体为等离子体反应气体，反应碳源为甲烷，反应时间为5-30min，冷却，得碳化钛-碳核壳阵列负载垂直石墨烯复合材料；氩气流量为10-50sccm，氢气流量10-50sccm，甲烷流量为5-20sccm；
(3)将步骤(2)所得碳化钛-碳核壳阵列负载垂直石墨烯复合材料置于原子层沉积仪中，以0.01-0.1mol/L硝酸锰和去离子水为反应源，反应温度为100-200℃，原子层沉积周期为100-300周，然后在氩气气氛中经200-500℃热处理3-6h，得碳化钛-碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料。
2.权利要求1所述的碳化钛-碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料的制备方法制得的碳化钛-碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料。
3.如权利要求2所述的碳化钛-碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料，其特征在于，所述碳化钛-碳核壳阵列直径为200-600nm，所述垂直石墨烯/二氧化锰厚度为300-800nm。
4.如权利要求2所述的碳化钛-碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料，其特征在于，所述碳化钛-碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料直径为500nm-1.5μm。
5.如权利要求2所述的碳化钛-碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料，其特征在于，所述碳化钛-碳核壳阵列为核壳纳米杆结构，其中碳化钛为内核，碳为外壳。
6.如权利要求2所述的碳化钛-碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料，其特征在于，所述垂直石墨烯/二氧化锰为核壳结构，其中二氧化锰纳米颗粒均匀包覆在垂直石墨烯上。
7.权利要求2-6任一项所述的碳化钛-碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料在锌离子电池中的应用。
8.权利要求2-6任一项所述的碳化钛-碳核壳阵列负载垂直石墨烯/二氧化锰复合材料在锌离子电池正极材料中的应用。
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