[发明专利]一种渗碳的二氧化钛纳米管阵列的制备方法及应用

摘要

本发明公开一种渗碳的二氧化钛纳米管阵列的制备方法及应用，属于锂离子电池电极技术领域；本发明所述方法为在含氟电解液中，将纯钛片作为阳极，采用阳极氧化的方法制备得到有序的二氧化钛纳米管阵列；将制备得到的纳米管阵列在低温度下进行低温等离子渗碳处理，得到渗碳二氧化钛纳米管阵列；将该方法制备出的渗碳二氧化钛纳米管阵列作为锂电池负极材料并组装成半电池，对电池进行电化学性能检测；测试结果显示出235mAh/g的可逆嵌锂容量，远高于不掺杂样品容量，并且循环稳定性更佳。本方法具有操作简单，成本低廉，便于大规模生产等优点，在光催化，锂电池等领域有着广泛的应用前景。

主权项

一种渗碳的二氧化钛纳米管阵列的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列：对纯钛片清洗后进行化学抛光处理，然后在20～60V恒压条件下，以钛片为正极，铂片为对电极，在含氟的水溶液或含氟的有机溶液中阳极氧化1~3h，对处理后的样品进行清洗并在空气中干燥备用；（2）等离子渗碳处理制备渗碳二氧化钛纳米管阵列：将步骤（1）制备得到的二氧化钛纳米管阵列固定在阴极上，以固体碳源或气体碳源接阳极，然后将设备内部抽至真空后通入惰性气体作为保护气体，使气压维持在15～30Pa之间，加阴极电压至400～600V，阳极电压至800～1000V，样品温度上升至300～650℃，使碳源里面的碳元素变为等离子状态，保温1~5小时进行等离子渗碳处理后随炉冷至室温，即得到渗碳的二氧化钛纳米管阵列。