[发明专利]一种多维态LTO/C纳米复合材料、其制备方法及其用途

权利要求书

1.一种TiO₂/C纳米复合材料，包括TiO₂和CMK-5介孔碳，其中所述TiO₂分布在CMK-5介孔碳的外表面和内表面上。

2.一种LTO/C纳米复合材料，包括Li₄Ti₅O₁₂和CMK-5介孔碳，其中所述Li₄Ti₅O₁₂分布在CMK-5介孔碳的外表面和内表面上。

3.如权利要求1所述的TiO₂/C纳米复合材料的制备方法，包括：在钛源溶液中分散CMK-5介孔碳，除杂，得到TiO₂/C纳米复合材料前驱体，煅烧，得到TiO₂/C纳米复合材料。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述除杂为洗涤，干燥；

优选地，所述干燥为烘干；

优选地，所述的CMK-5介孔碳为以分子筛SBA-15为模版，选用吡啶或蔗糖为碳源填充SBA-15的孔道，得到的二维六方有序结构的纳米管；

优选地，所述的钛源为钛酸四丁酯、异丙醇钛、硫酸氧钛、四氯化钛、硫酸钛或硝酸钛中的1种或至少2种的组合，特别优选为钛酸四丁酯、异丙醇钛、硫酸氧钛、四氯化钛或硫酸钛中的1种或至少2种的组合。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述钛源溶液溶剂为乙醇、丙酮、四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺中的1种或至少2种的组合，特别优选乙醇；

优选地，所述分散为超声分散；

优选地，所述分散时间为至少15小时，进一步优选为20~60小时，特别优选为24~48小时；

优选地，所述煅烧在惰性气氛和/或还原性气氛下进行，特别优选，所述煅烧在惰性气氛下进行；

优选地，所述煅烧温度为300~1000℃，进一步优选为350~850℃，特别优选为400~750℃；

优选地，所述煅烧时间为至少20分钟，进一步优选为25~200分钟，特别优选为30~150分钟。

6.如权利要求2所述的LTO/C纳米复合材料的制备方法，包括：将所述TiO₂/C纳米复合材料前驱体与锂源分散在溶剂中，恒温，除杂，煅烧，得到LTO/C纳米复合材料。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，如权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于，所述分散为超声或搅拌分散；

优选地，所述锂源为磷酸二氢锂、碳酸锂、醋酸锂、甲酸锂、柠檬酸锂、氯化锂、溴化锂、氢氧化锂、叔丁醇锂、苯甲酸锂、磷酸锂、磷酸氢二锂、草酸锂或硫酸锂中的1种或至少2种的组合，特别优选为氢氧化锂；

优选地，所述溶剂为乙醇、丙酮、四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺中的1种或至少2种的组合，特别优选乙醇。

8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述恒温时静置；

优选地，所述恒温温度为35~150℃，进一步优选为40~120℃，特别优选为50~100℃；

优选地，所述恒温时间为至少20分钟，进一步优选为25~200分钟，特别优选为30~120分钟；

优选地，所述除杂为洗涤，干燥；

优选地，所述干燥为烘干；

优选地，所述煅烧在惰性气氛和/或还原性气氛下进行，特别优选，所述煅烧在惰性气氛下进行；

优选地，所述煅烧温度为300~1000℃，进一步优选为350~850℃，特别优选为400~750℃；

优选地，所述煅烧时间为至少20分钟，进一步优选为25~200分钟，特别优选为30~150分钟。

9.如权利要求1所述的TiO₂/C纳米复合材料的用途，其特征在于，所述TiO₂/C纳米复合材料可用作锂离子电池负极材料、超级电容器正极材料或超级电容器负极材料。

10.如权利要求2所述的LTO/C纳米复合材料的用途，其特征在于，所述LTO/C纳米复合材料可用作锂离子电池负极材料、超级电容器正极材料或超级电容器负极材料。