碳纳米管冷冻干燥体/金属氧化物复合物制造技术

本发明专利技术公开了一种碳纳米管冷冻干燥体/金属氧化物复合物，是以碳纳米管冷冻干燥体作为一种连续基体参与反应，在其片层上或者片层间复合上金属氧化物，且反应后仍保持宏观和微观上的连续网络结构；所述的金属氧化物为MnO2、SnO2或者TiO2中的任意一种；本发明专利技术能够通过简易液相法及简单的调节合成参数来控制复合物的均匀分布性、形貌，具有工艺流程短、工艺稳定、反应条件温和、成本低的特点。碳纳米管冷冻干燥体/金属氧化物复合物在超级电容器、锂离子电池、太阳能电池、光催化等领域具有重大应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于纳米材料的，特别涉及一种液相法制备碳纳米管冷冻干燥体/金属氧化物复合材料及其制备方法。
技术介绍
碳纳米管材料由于具有许多优异的力学、电学和化学性能而被广泛应用于各领域复合材料的制备中。目前各国研究者关于制备金属氧化物/碳纳米管材料复合物做了大量的工作。金属氧化物，特别是具赝电容性质的过渡金属氧化物(如MnO2等)中引入碳管材料可达到改善赝电容金属氧化物低电导、循环性能差等问题，实现复合物高能量、高功率密度以及优异循环性能的结合，这也是近几年来超级电容电极材料的研究重点。应用于染料敏化太阳能电池的半导体金属氧化物(如Ti02、Sn02等)中引入少量碳管亦可起到促进电子转移、增加光伏转化效率的作用。 总之，碳纳米管材料与金属氧化物的复合在超级电容器、锂离子电池、太阳能电池、光催化等领域具有重大应用前景。碳纳米管冷冻干燥体由于具有连续的网络片状结构，可以作为一种连续的宏观体参与温和的液相反应，反应生成的碳管冷冻干燥体/金属氧化物复合物亦保持碳管冷冻干燥体先前的宏观连续结构，避免了一般溶液反应过程所需的产物过滤收集等繁琐步骤，也可以将溶液中单纯的离子反应产物与复合反应产物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纳米管冷冻干燥体/金属氧化物复合物，其特征在于，碳纳米管冷冻干燥体作为一种连续基体参与反应，是在其片层上或者片层间复合上金属氧化物，且反应后仍保持宏观和微观上的连续网络结构；所述的金属氧化物为MnO2、SnO2或者TiO2中的任意一种；该碳纳米管冷冻干燥体/金属氧化物复合物可由下面的简易液相法制备而成；（1）水热合成法，适用于MnO2、SnO2或者TiO2金属氧化物与碳管冷冻干燥体的复合，具有如下步骤：a、将碳纳米管冷冻干燥体置于聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，加入所需反应溶剂；其中，碳纳米管冷冻干燥体/MnO2复合物制备过程所用溶剂为KMnO4或KMnO4与MnSO4的混合溶剂；碳纳米管冷...

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管冷冻干燥体/金属氧化物复合物，其特征在于，碳纳米管冷冻干燥体作为一种连续基体参与反应，是在其片层上或者片层间复合上金属氧化物，且反应后仍保持宏观和微观上的连续网络结构；所述的金属氧化物为Mn02、SnO2或者TiO2中的任意一种； 该碳纳米管冷冻干燥体/金属氧化物复合物可由下面的简易液相法制备而成； (1)水热合成法，适用于MnO2、SnO2或者TiO2金属氧化物与碳管冷冻干燥体的复合，具有如下步骤: a、将碳纳米管冷冻干燥体置于聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，加入所需反应溶剂；其中，碳纳米管冷冻干燥体/MnO2复合物制备过程所用溶剂为KMnO4或KMnO4与MnSO4的混合溶剂；碳纳米管冷冻干燥体/SnO2复合物制备过程所用溶剂为SnCl4和NaOH的混合液。碳纳米管冷冻干燥体/TiO2复合物制备过程所用溶剂为钛酸正丁酯；水热反应溶剂采用两种混合溶剂时，两种溶剂摩尔比为1:10 10:1，其中反应溶剂体积要求能完全浸没所取碳纳米管冷冻干燥体，金属氧化物与碳纳米管冷冻干燥体复合质量比可通过调节反应溶剂的浓度控制于O:1 8:1 ; b、将反应物密封于聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，置于恒温干燥箱内进行水热反应，水热温度为室温 180°C，水热时间为Ih 24h，反应物所占容积比〈80% ； C、对于水热反应产物为金属氢氧化物者，采用进一步的锻烧处理使其转化为金属氧化物，锻烧温度200 500°C，制得碳纳米管冷冻干燥体/金属氧化物复合物。(2)醇盐水解法，适用于TiO2金属氧化物与碳管冷冻干燥体的复合，具有如下步骤: a、将碳纳米管冷冻干燥 体进行热处理，去除碳纳米管冷冻干燥体制备过程中所使用的添加剂； b、将碳纳米管冷冻干燥体浸溃于金属醇盐中；碳纳米管冷冻干燥体/...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯峰，周叶，董留兵，万志鹏，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：