[发明专利]一种球形二氧化钛/石墨烯柔性复合材料的制备方法

摘要

本发明提供一种球形二氧化钛/石墨烯柔性复合材料的制备方法，该方法利用静电自组装法将分散性良好的带负电的氧化石墨烯与带正电的钛醇混合液室温下真空抽滤，实现了尺寸均一的钛醇均匀地分布在氧化石墨烯片层表面或包埋在片层内部，最终通过低温回流和气相水合肼还原的方法将钛醇转变成TiO2，同时，将氧化石墨烯还原成导电性优异的石墨烯，即得到了TiO2/石墨烯三维结构复合材料。本发明采用具有三维连通网络结构的石墨烯取代了传统金属集流体，实现了集流体与活性物质一体化设计，无粘结剂、导电剂等非活性物质，有效降低了电极中非活性物质的比例，提高了活性物质利用率。该方法具有操作简便、易于规模化等优点，为锂离子和电子提供了快速扩散通道。

主权项

一种球形二氧化钛/石墨烯柔性复合材料的制备方法，其特征在于按下列步骤进行：a. 将1‑10 mg氧化石墨烯加入到5 mL去离子水中，超声0.5‑4小时，以保证氧化石墨烯均匀分散，用0.01 mol HCl溶液调节氧化石墨烯分散液的pH值2‑5，使得稳定的石墨烯分散液的表面荷负电；b. 合成具有规则球形纳米结构的钛醇分子：将1‑30 mg钛醇分子分散在5 mL去离子水中，用0.01 mol HCl溶液调节溶液的pH值2‑5，使得钛醇分子的表面荷正电；c. 将步骤a得的氧化石墨烯溶液中加入步骤b得到的球形钛醇分子的分散液，室温下搅拌均匀后，采用真空抽滤的方法，溶液中带正电的球形钛醇分子与带负电的氧化石墨烯通过静电自组装的方式，得到钛醇/氧化石墨烯复合材料；d. 将步骤c中得到的钛醇/氧化石墨烯复合材料加入到60 mL去离子水中，在温度60‑150 ℃下回流1‑12 小时后，在温度80℃烘箱中干燥，得到二氧化钛/氧化石墨烯复合材料；e. 将10 mL水合肼加入到干燥的聚四氟乙烯为内衬的不锈钢反应釜中，再将步骤d得到的二氧化钛/氧化石墨烯复合材料悬于其中，在温度80‑180℃还原1‑12小时后，用去离子水和乙醇交替洗涤，即得到球形二氧化钛/石墨烯柔性复合材料。