复合结构亲水膜电极、膜电容单元及其制备方法与应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115927846A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211597829.5C01B32/184(2017.01)(22)申请日2022.12.12(71)申请人北京化工大学地址100029北京市朝阳区北三环东路15号(72)发明人项顼张竣翔段雪(74)专利代理机构北京润捷智诚知识产权代理事务所(普通合伙)11831专利代理师安利霞(51)Int.Cl.C22B3/02(2006.01)B01D61/46(2006.01)C22B3/42(2006.01)C22B26/12(2006.01)C01G23/00(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图2页(54)发明名称复合结构亲水膜电极、膜电容单元及其制备方法与应用(57)摘要本发明提供复合结构亲水膜电极、膜电容单元及其制备方法与应用，本发明的复合结构亲水膜电极的制备方法，包括如下步骤：取Li2CO3和TiO2，混合均匀，焙烧后得到Li2TiO3前驱体；将所述Li2TiO3前驱体和氧化石墨烯混合均匀，得到Li2TiO3/氧化石墨烯复合材料；将所述Li2TiO3/氧化石墨烯复合材料进行煅烧，得到Li2TiO3/还原氧化石墨烯复合材料；将所述Li2TiO3/还原氧化石墨烯复合材料，采用单宁酸进行改性，得到单宁酸改性的活性电极材料；将所述单宁酸改性的活性电极材料，与溶剂混合，得到活性电极浆液，将所述活性电极浆液涂覆于钛板上，烘干后，得到复合结构亲水膜电极。本发明的复合结构亲水膜电极的制备方法，提高了材料的导电性、提锂性能，增大了提锂容量，提升了吸附速率。CN115927846ACN115927846A权利要求书1/1页1.一种复合结构亲水膜电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)取Li2CO3和TiO2，混合均匀，焙烧后得到Li2TiO3前驱体；(2)将步骤(1)中的所述Li2TiO3前驱体和氧化石墨烯混合均匀，得到Li2TiO3/氧化石墨烯复合材料；(3)将步骤(2)中的所述Li2TiO3/氧化石墨烯复合材料进行煅烧，得到Li2TiO3/还原氧化石墨烯复合材料；(4)将步骤(3)中的所述Li2TiO3/还原氧化石墨烯复合材料，采用单宁酸进行改性，得到单宁酸改性的活性电极材料；(5)将步骤(4)中的所述单宁酸改性的活性电极材料，与溶剂混合，得到活性电极浆液，将所述活性电极浆液涂覆于钛板上，烘干后，得到复合结构亲水膜电极。2.根据权利要求1所述的复合结构亲水膜电极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述Li2CO3和TiO2的摩尔比为(1.9‑2.2)：2；任选地，所述焙烧的温度为700‑850℃，焙烧时间为4‑10h。3.根据权利要求1所述的复合结构亲水膜电极的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述Li2TiO3前驱体和氧化石墨烯的质量比为(10‑50):1；任选地，所述氧化石墨烯为氧化石墨烯分散液。4.根据权利要求1所述的复合结构亲水膜电极的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述煅烧在氮气气氛下进行，煅烧温度为500‑700℃，煅烧时间为1‑3h。5.根据权利要求1所述的复合结构亲水膜电极的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，采用单宁酸进行改性前，先采用0.1‑0.5mol/L的盐酸，在50‑80℃下对步骤(3)中的所述Li2TiO3/还原氧化石墨烯复合材料处理8‑12h；任选地，采用单宁酸进行改性具体包括：所述Li2TiO3/还原氧化石墨烯复合材料加入到pH值为8.0的Tris缓冲溶液中，超声分散30‑60min，再向其中加入单宁酸、二乙烯三胺，搅拌1‑6h，离心、洗涤，得到单宁酸改性的活性电极材料；任选地，所述单宁酸与二乙烯三胺的质量比为4:1。6.一种权利要求1‑5中任意一项所述的复合结构亲水膜电极的制备方法得到的复合结构亲水膜电极。7.权利要求6所述的复合结构亲水膜电极在提取锂离子领域的应用。8.一种膜电容单元，其特征在于，包含权利要求6所述的复合结构亲水膜电极。9.一种权利要求8所述的膜电容单元的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：取复合结构亲水膜电极，按照钛板/活性炭对电极/阴离子交换膜/隔膜/复合结构亲水膜电极/钛板的结构进行组装，获得膜电容单元。10.根据权利要求9所述的膜电容单元的制备方法，其特征在于，所述活性炭对电极通过如下方法得到：取活性炭和聚偏氟乙烯，加入到N,N‑二甲基乙酰胺中，搅拌均匀，得到活性炭对电极浆料；将所述活性炭对电极浆料涂覆于钛板上，干燥后，得到活性炭对电极；或者，取活性炭，加入到聚乙烯醇水溶液中，再向其中加入戊二醛，搅拌均匀，得到活性炭对电极浆料；将所述活性炭对电极浆料涂覆于钛板上，干燥后，得到活性炭对电极。2CN115927846A说