[发明专利]纳米纤维素/二氧化钛/碳纳米管复合膜的制备方法及产品和应用

摘要

本发明涉及纳米纤维素/二氧化钛/碳纳米管复合膜的制备方法及产品和应用，其制备方法，利用改性的溶胶凝胶方法将纳米纤维素与二氧化钛和碳纳米管复合，不仅可以进一步提高纤维素膜的离子电导率，同时可以提高其机械性能和耐热性。将该复合膜用于Mn₂CoO₄为负极材料的的锂离子纽扣电池中，图1是在100 mA/g的电流密度条件下循环图，首次放电比容量为1223 mAh/g，第二次放电比容量为580 mAh/g，经过50次循环后，放电比容量约为320 mAh/g，相对于第二次放电比容量，容量保持率为55.17%。

主权项

1.一种纳米纤维素/二氧化钛/碳纳米管复合膜的制备方法，其特征在于，利用改性的溶胶凝胶方法将纳米纤维素与二氧化钛和碳纳米管复合，包括以下步骤：（1）将有机醇和有机钛酸盐按体积比（60～80）:1进行混合配成溶液，标记为溶液A；（2）再配制有机醇和去离子水的混合溶液，其中体积比为（1～2）:1，将摩尔量比（1～2）:1的混合双螯合剂加入其中，标记为溶液B；（3）将溶液B加入到溶液A中，将上述均匀介质转入圆底烧瓶中，再加入0.1 ~0.2 g含有官能团的CNT，通过在150 ~220 ℃加热回流时间为3 h ~5 h，形成CNT@Ti‑醇酸盐前驱体，将凝胶在鼓风烘箱200～240 ℃加热干燥5～10 h，将前驱体研磨后在马弗炉中400～600 ℃煅烧时间为5～10 h，升温速率为1～5 ℃/min，得到TiO₂/CNT；（4）将纤维素水凝胶膜加入去离子水中超声时间2～4 h，得纤维素悬浮液；（5）将质量分数0～20%的TiO₂/CNT加入上述纤维悬浮液中，超声分散30～60 min，真空过滤成膜，然后60～80 ℃热压干燥，得质量分数不同的纳米纤维素/二氧化钛/碳纳米管复合膜。