[发明专利]氮掺杂棒状的氧化钛/二维层状碳化钛纳米复合电极材料及其制备和应用

权利要求书

1.氮掺杂棒状的氧化钛/二维层状碳化钛纳米复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述的复合电极材料棒状氧化钛分布在片层表面和片层之间，其氮含量占原子总量百分数的10-35％；其制备包括以下步骤：

步骤一，取Ti₃C₂粉体50-100mg与50mL尿素水溶液搅拌混合0.5-12h，尿素水溶液中尿素：水的质量比为1:(0.5-50)；

步骤二，将步骤一所得的溶液放入水热釜中，在160℃—200℃下水热12-24h，然后将反应后的粉体用去离子水和无水乙醇清洗数次，再放入40℃的真空烘箱中干燥，即得到活性材料—氮掺杂棒状的氧化钛/二维层状碳化钛纳米复合材料。

2.根据权利要求1所述的氮掺杂棒状的氧化钛/二维层状碳化钛纳米复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，取Ti₃C₂粉体50mg与50mL尿素水溶液搅拌混合0.5h，尿素水溶液中尿素：水的质量比为1:0.5；

步骤二，将步骤一所得的溶液放入水热釜中，在180℃下水热12h，然后将反应后的粉体用去离子水和无水乙醇清洗数次，再放入40℃的真空烘箱中干燥，即得到活性材料—氮掺杂棒状的氧化钛/二维层状碳化钛纳米复合材料。

3.基于权利要求1所制备的氮掺杂棒状的氧化钛/二维层状碳化钛纳米复合电极材料的应用，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，称取1mg的PVDF粉末并分散在盛有320μL-480μL NMP溶剂的玻璃瓶中，低速磁力搅拌20min–40min至透明粘稠状；

步骤二，将制备得到的活性材料—氮掺杂棒状的氧化钛/二维层状碳化钛纳米复合材料和导电碳黑加到步骤一中的粘稠液中，其中活性材料:导电炭黑:PVDF的质量比为(80-90):(5-15):(5-10)，搅拌1h–6h形成略带粘稠的浆料，然后，量取所述浆料70μL均匀的滴到面积为1cm²的泡沫镍上，放入真空烘箱中于120℃下烘干12h得到干燥后的电极，然后在20MPa压制处理下保压1min，即得到氮掺杂棒状氧化钛/二维层状碳化钛纳米复合材料电极。

4.根据权利要求3所述的氮掺杂棒状的氧化钛/二维层状碳化钛纳米复合电极材料的应用，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，称取1mg的PVDF粉末并分散在盛有320μLNMP溶剂的玻璃瓶中，低速磁力搅拌30min至透明粘稠状；

步骤二，将制备得到的活性材料—氮掺杂棒状的氧化钛/二维层状碳化钛纳米复合材料和导电碳黑加到步骤一中的粘稠液中，其中活性材料:导电炭黑:PVDF的质量比为85:10:5，搅拌6h形成略带粘稠的浆料，然后，量取所述浆料70μL均匀的滴到面积为1cm²的泡沫镍上，放入真空烘箱中于120℃下烘干12h得到干燥后的电极，然后在20MPa压制处理下保压1min，即得到氮掺杂棒状氧化钛/二维层状碳化钛纳米复合材料电极。