氮化钛/石墨烯复合材料的制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种氮化钛/石墨烯复合材料的制备方法与应用，将由膨胀石墨高温热膨胀得到的石墨蠕虫分散在去离子水中，依次进行剪切，高压均质，得到石墨烯浆料；将商业氮化钛分散于去离子水和乙醇的混合液中得到的氮化钛悬浊液用细胞超声破碎仪超声，离心取上清液烘干得到黄棕色氮化钛量子点粉末；将氮化钛量子点粉末分散在稀释后的石墨烯浆料中进行微波反应，烘干得到氮化钛/石墨烯复合材料。本发明专利技术方法制备效率高，不涉及化学反应，工艺安全环保，将该复合材料作为锂离子电容器的正极和负极活性材料，氮化钛和石墨烯的协同作用使得复合材料发挥了两者的优势，从而得到了具有低阻抗、高比容量和高倍率性的锂离子电容器电极材料。

【技术实现步骤摘要】
氮化钛/石墨烯复合材料的制备方法与应用
本专利技术涉及电化学材料的
，尤其是指一种氮化钛/石墨烯复合材料的制备方法与应用。
技术介绍
从电动汽车到小型电子产品的更新换代日益加快，促进了高效、清洁的能量储存和转换装置的开发。在诸多新型储能器件中，锂离子电池的应用最为广泛，它具有电压窗口高、能量密度高、自放电率低和无记忆效应等优点，但其循环寿命相对较短、功率密度低、倍率性能相对差。另一种储能器件超级电容器是一种介于锂离子电池和电容器之间的器件，因其超长循环寿命、快充特性和高功率密度备受关注。锂离子电容器是将锂离子电池和超级电容器的优势结合、劣势互补的一种兼具高功率密度和高能量密度的储能器件，因此近年来已经成为研发热点。锂离子电容器的储能机理可以分为两大类，第一类是一极采用有锂离子嵌入/脱出功能的电极材料，另一极采用通过双电层或赝电容来储能的电极材料；第二类是至少一个电极采用同时具有锂离子嵌入/脱出和超级电容器储能机理的材料。石墨烯作为碳基材料的一种，因其独特的单层碳原子结构而具有机械强度高、比表面积大、导电性好和循环稳定性高等优异的性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.氮化钛/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)将膨胀石墨进行高温热膨胀得到石墨蠕虫，然后将石墨蠕虫分散在去离子水中，依次进行剪切和高压均质，得到石墨烯浆料；/n2)将商业氮化钛分散于去离子水和乙醇的混合液中得到氮化钛悬浊液，装于超声罐中用细胞超声破碎仪超声一段时间后，离心取上清液烘干得到黄棕色氮化钛纳米颗粒粉末；/n3)取步骤2)中氮化钛纳米颗粒粉末分散在稀释后的石墨烯浆料中，搅拌均匀得到混合悬浊液，将带有磁力搅拌子的混合悬浊液放入微波反应器配备的聚四氟乙烯反应釜中进行微波反应后，将产物烘干即可得到氮化钛/石墨烯复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.氮化钛/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将膨胀石墨进行高温热膨胀得到石墨蠕虫，然后将石墨蠕虫分散在去离子水中，依次进行剪切和高压均质，得到石墨烯浆料；
2)将商业氮化钛分散于去离子水和乙醇的混合液中得到氮化钛悬浊液，装于超声罐中用细胞超声破碎仪超声一段时间后，离心取上清液烘干得到黄棕色氮化钛纳米颗粒粉末；
3)取步骤2)中氮化钛纳米颗粒粉末分散在稀释后的石墨烯浆料中，搅拌均匀得到混合悬浊液，将带有磁力搅拌子的混合悬浊液放入微波反应器配备的聚四氟乙烯反应釜中进行微波反应后，将产物烘干即可得到氮化钛/石墨烯复合材料。


2.根据权利要求1所述的氮化钛/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤1)中，膨胀石墨的膨胀率为300～1500，热膨胀温度为800～1200℃。


3.根据权利要求1所述的氮化钛/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤1)中，石墨蠕虫和去离子水的质量比为1:100～1:10。


4.根据权利要求1所述的氮化钛/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤1)中，剪切条件为：剪切转速1200～2500rpm，剪切时间30～150min；均质条件为：均质压力300～1500bar，均质时间30～90min。


5.根据权利要求1所述的氮化钛/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，商业氮化钛的浓度为5～40g/L，去离子水和乙醇的体积比为1:9～9:1。


6.根据权利要求1所述的氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国伟，刘心悦，王建兴，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44