一种高表面活性材料的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115947368A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202211615076.6H01M4/52(2010.01)(22)申请日2022.12.14H01M4/62(2006.01)H01M10/054(2010.01)(71)申请人佛山（华南）新材料研究院B82Y40/00(2011.01)地址528200广东省佛山市南海区大沥镇B82Y30/00(2011.01)盐步穗盐路河西路段92号-203号房(72)发明人丁晨峰刘远刘耀春鲍善永(74)专利代理机构佛山信智汇知识产权代理事务所(特殊普通合伙)44629专利代理师张红(51)Int.Cl.C01G23/047(2006.01)C01G23/08(2006.01)C01G49/06(2006.01)H01M4/36(2006.01)H01M4/48(2010.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种高表面活性材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种高表面活性材料的制备方法，通过原位搅拌水热及热处理后，能够在水热过程中，原位制备高表面活性纳米异质结构，整体制备流程简单，且产物稳定易于分散；本发明制备的材料具有高活性表面异质结构，利于表面电荷传输和离子迁移，所制备得到的电极具有良好的比容量和倍率性能，且本申请的工艺可控性强，通过改变工艺条件，能获得不同大小尺寸的二氧化钛异质纳米片基体以及负载不同大小尺寸的三氧化二铁量子点。CN115947368ACN115947368A权利要求书1/1页1.一种高表面活性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将氯化铁和二氧化钛P25纳米颗粒分散于氢氧化钠溶液中，原位搅拌并水热处理后，得到三氧化二铁和钛酸盐复合前驱体；将所述三氧化二铁和钛酸盐复合前驱体在盐酸溶液中进行质子交换，得到铁掺杂偏钛酸纳米片；将所述铁掺杂偏钛酸纳米片在空气中经过热处理后得到高表面活性材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钛源为二氧化钛P25纳米颗粒。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛纳米颗粒为锐钛矿相、金红石相中一种或两种混合物。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛P25纳米颗粒与所述氯化铁的质量比为1:1～1:10。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述原位搅拌水热处理的参数为：原位搅拌速率为100r/min～600r/min；水热处理的温度为100℃～200℃，水热处理的时间为10h～48h。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为300～1300℃，所述热处理的时间为3min～150min。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱液为氢氧化钠水溶液、氨水、氢氧化钾水溶液中的一种或多种。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述碱液的浓度为1mol/L～10mol/L。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述质子化处理的时间为1～10h，所述保温处理的温度为25～100℃。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述高表面活性材料的表面为纳米异质结构，比表面积为50m2/g～200m2/g，粒径分布为2nm～50nm。2CN115947368A说明书1/5页一种高表面活性材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及材料制备领域，具体而言，涉及一种高活性材料的制备方法。背景技术[0002]锂离子电池是当前研究最为热门的电化学储能技术，已在便携式电子器件、电动汽车等领域中获得广泛应用。然而，随着锂离子电池需求日益增加，锂的消耗量逐年增加，价格不断攀升。因此，需要寻找合适的储能方式和技术来作为锂离子电池体系的补充。钠离子储能，由于丰富的储备和低廉的价格，更适合中国新能源产业的发展和升级。二氧化钛，具有来源广泛、价格低廉、环境友好、储比容量较高和结构稳定性好等优势而备受关注。然而，在电极材料中，二氧化钛电子导电性和钠离子传导速率都偏低，使其组装的钠离子电池快充和容量性能难以达标。为解决上述问题，研究人员开始设计和制备具有纳米结构的二氧化钛作为新型钠离子储能材料。其目的在于通过缩短电荷在固相电极中的扩散距离来增强快速储钠性能。但是，从纳米材料表界面结构来看，由于缺乏表界面异质结，单一的纳米结构中储能位点之间的电子迁移和离子交换相对缓慢。从材料结构设计的角度来看，合理地构建二氧化钛表面电子传输和复合结构，既能在一定程度上增强纳米结构固有的表面活性和储能位点以增强容量，又可以在提高电子表面传输和复合的速率以提升电极的倍率性能。基于水热生长的方法，制备二氧化钛纳米结构是一种常见的制备方法，然而该方法制备工艺长，利用的是液液界面水解聚合机理。