[发明专利]一种石墨化通孔泡沫-二氧化钛阳极复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及阳极材料生产技术领域，具体的说，是一种石墨化通孔泡沫- 二氧化钛阳极复合材料。

背景技术

从古至今人类的一切活动都与能源密切相关，而不同能源的使用也是人 类进步的标志之一。从远古时代利用柴薪开始到今天化石类能源等，人们并 不能直接使用这些能源，往往需要将能源进行转化。

原电池和电解池是实现电能与化学能之间进行转化的装置，已经被广泛 应用在多个领域，如金属冶炼、氯碱工业、污染物治理、电镀等等。电极是 影响电能与化学能两者之间转化效率的决定因素之一，对电极材料及构型等 方面的研究一直是研究者的关注热点。碳素电极因为价格低廉、导电性能高 等特点得到了广泛运用，如石墨电极、碳电极、特种碳素电极等。但是这些 电极仍然无法满足人们的需要，为了得到更高的电能转化效率，人们制备了 各种优异的电极，如黑磷电极(一种基于黑磷电极的传感器及其制备方法， CN105116034A)、各种功能化修饰的碳电极(Y.Y.Sun，J.J.Fei，K.B.Wu，S.S. Hu，Anal.Bioanal.Chem.，2003，375，544；L.Fernandez，H.Carrero，Electrochim. Acta，2005，50，1233；Z.H.Wang，Y.M.Wang，G.A.Luo，Analyst，2002，127， 1353)等。但是这些电极制备工艺较复杂，工业化使用仍有待验证。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种石墨化通孔泡沫-二氧 化钛阳极复合材料。该材料为一种微米级石墨化的泡沫碳，其呈整体排列高 度有序但局部不规则状，使得材料内部具有更多的叠层结构，加强材料的稳 定性和导电性；同时通过增加材料的通孔，增大材料的有效使用面积，进一 步在孔道内沉积二氧化钛，用于污染物的催化氧化，从而提高制备阳极的氧 化反应能力。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种石墨化通孔泡沫-二氧化钛阳极复合材料，其具有石墨韧带连接的网 状结构，网状结构具有通孔，在通孔的孔道内沉积二氧化钛。

在孔道内沉积二氧化钛，可以为晶体颗粒状或者在局部形成涂层。

所述阳极复合材料通孔的孔隙率为30～60％。

所述的阳极复合材料的粒径为5～600μm，密度为0.2～0.5g/cm³，热膨胀 系数为1.0～1.8ppm。

所述的阳极复合材料的热膨胀系数为1.0～1.8ppm，使用温度范围为0～ 1000℃。

具有良好的导电性能，以该材料制备的电极导电系数可达500～1000 S/cm。

化学惰性强，可以耐酸、碱、有机溶剂、无机盐等腐蚀。

且使用寿命长；易于加工，可以容易的被加工成棒、板等各种形状和规 格的电极。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

(1)有效使用面积大，能大大提高阳极的反应能力。阳极的氧化反应能力 与其有效表面积成正相关，本发明所述材料内部具有丰富的通孔，大大增加 了其使用面积；同时材料孔道内沉积了二氧化钛，可用于污染物的催化氧化， 因此使用该材料制备的阳极，具有更高反应能力。

(2)石墨化碳与二氧化钛复合构，稳定性高：本发明所述材料为其具有 石墨韧带连接的网状结构，同时多孔石墨化碳与二氧化钛复合构成三维结构， 使得该材料结构更加稳定，热膨胀系数小，使用温度可到1000℃，可耐酸、 碱、有机溶剂、无机盐等腐蚀。

(3)导电性能好。具有常规石墨材料更好的导电性能，导电系数为 500-1000S/cm。

(4)易于加工。可以容易的被加工成棒、板等各种形状和规格的电极。

具体实施方式

以下提供本发明一种石墨化通孔泡沫-二氧化钛阳极复合材料的具体实 施方式。

实施例1