[发明专利]二氧化钛纳米线-石墨烯复合材料的制备方法

摘要

二氧化钛纳米线‑石墨烯复合材料的制备方法，涉及二氧化钛纳米线‑石墨烯复合材料的制备方法。本发明要解决二氧化钛作为超级电容器电极材料导电性差和性能较低的问题。首先制备出氧化石墨烯，然后将二氧化钛纳米粉末在氢氧化钠碱液中进行水热反应，将反应产物在盐酸中进行酸化处理和热处理，得到二氧化钛纳米线，最后将二氧化钛纳米线与氧化石墨烯在乙醇和水的混合溶液中进行水热反应，得到一种具有高比表面积、高性能的复合材料，应用于超级电容器。本发明制备方法具备简单，高效，易于大规模生产和高性能的优点。

主权项

1.二氧化钛纳米线‑石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于二氧化钛纳米线‑石墨烯复合材料的制备方法是按以下步骤进行的：一、 制备氧化石墨烯：将0.8 g石墨粉和0.8 g硝酸钠在冰水浴条件下与46 mL的浓硫酸在锥形瓶中混合搅拌20~40 mins，在冰水浴条件下，保持水浴温度在2~4℃以下，向上述混合溶液加入6 g高锰酸钾，搅拌40~50 mins，得到绿紫色的混合溶液，将绿紫色的混合溶液在35~40℃的条件下保温1h，期间保持适度搅拌，然后加入30~45 mL的蒸馏水，在85~95℃的条件下保温35~45 mins后停止加热，得到深棕色混合溶液，向深棕色混合溶液加入100 mL去离子水和6 mL的30~35%过氧化氢，得到亮黄色的混合溶液，然后用质量浓度为5%的盐酸溶液和去离子水反复洗涤亮黄色溶液至pH为6~7，离心收集，冷冻干燥3~4 h，得到氧化石墨烯纳米片；步骤一中离心收集的转速为4000 r/min；二、 二氧化钛纳米线的制备：将0.6 g二氧化钛粉末与30 g氢氧化钠在75 mL去离子水中混合，搅拌30 mins；再将混合溶液在180~220℃，水热反应24 h，将水热产物用去离子水清洗至中性，然后在盐酸中酸洗三次，将酸洗产物冷冻干燥2~3 h，最后将干燥后的产物在氩气保护下450~500℃热处理2~3 h，得到二氧化钛纳米线；步骤二酸洗时，盐酸的浓度为0.12 mol/L；步骤二热处理时的氩气流量为400 sccm；三、二氧化钛纳米线‑石墨烯复合材料的制备：称取步骤一得到的氧化石墨烯0.2 g加入到50 mL去离子水和25 mL乙醇的混合溶液中，在室温下超声分散2 h，得到氧化石墨烯分散液；将步骤二得到的二氧化钛纳米线0.1~0.4 g 二氧化钛纳米线加入到氧化石墨烯分散液中，在120℃水热反应24 h。