[发明专利]一种二氧化钛@银球状复合材料的制备方法及其应用

说明书

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种二氧化钛@银球状复合材料的制备方法及其应用。该制备方法通过以下步骤实现：取钛酸正丁酯TG溶于去离子水中，得TG水溶液，搅拌，同时滴加巯基乙醇‑精氨酸‑水溶液，继续搅拌后得前驱体溶液备用；将前驱体溶液中加入硝酸银和氨水，室温下搅拌，将沉淀离心后，溶于等体积的去离子水中，加入葡萄糖搅拌，经离心，洗涤，干燥，将烘干后中间体于管式炉中，煅烧，得到TiO2@Ag复合材料。本发明制备的复合材料，尺寸可控，Ag纳米颗粒均匀涂覆在TiO2球表面上，具有优异的电化学性能，同时具有优异的抗菌性能；本发明提供的制备方法简单有效，能够实现大规模工厂化生产。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种二氧化钛@银球状复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

由于固定式电存储和电动车辆等大规模应用，可充电电池的需求日益增加。锂离子电池具有循环寿命长和能量密度高等优点，被认为是最有希望的候选设备。然而，如果在不久的将来实现LIBs的大规模生产，全球有限的锂储备可能会被耗尽，因此，由于钠源的成本很低以及天然丰度高，钠离子电池作为锂离子电池的替代品已经引起越来越多的研究人员的关注。然而，因为钠离子半径较大，氧化还原电位高于锂，在考虑大钠离子时，电极材料晶体结构内的大间隙空间需要足够的电化学容量和可循环性。基于锂离子电池负极材料的研究，已经探索出解决这些问题的有效方法之一是高导电性材料涂覆。Ag具有高导电性，因此包覆Ag颗粒是提高TiO2电化学性能的有效途径。

郭立雪等人公开了Ag@ TiO2纳米颗粒等离激元效应增强钙钛矿太能能薄膜电池性能，其纳米银颗粒作为核层，而TiO2作为壳层覆盖在银颗粒表面，其制备的材料形貌不规则，且性能有待进一步提高。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种二氧化钛@银球状复合材料的制备方法，该复合材料以二氧化钛作为内核，Ag纳米颗粒均匀涂覆在TiO2球表面上。

本发明的另一目的为还提供了一种二氧化钛@银球状复合材料的应用。

本发明为了实现上述目的所采用的技术方案为：

本发明提供了一种二氧化钛@银球状复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）取钛酸正丁酯溶于去离子水中，得钛酸正丁酯水溶液，搅拌，同时滴加巯基乙醇-精氨酸-水溶液，继续搅拌后得前驱体溶液备用；

（2）将前驱体溶液中加入硝酸银和氨水，室温下搅拌，将沉淀离心后，溶于等体积的去离子水中，加入葡萄糖搅拌，经离心，洗涤，干燥后得到钛酸正丁酯@Ag中间体；

（3）将烘干后的钛酸正丁酯@Ag中间体于管式炉中，煅烧，得到TiO2@Ag复合材料。

进一步的，步骤（1）中，所述巯基乙醇-精氨酸-水溶液的质量比为0.2：1：40；所述钛酸正丁酯水溶液和巯基乙醇-精氨酸-水溶液的体积比为1：0.6-0.8；所述继续搅拌的时间为20-30min。

进一步的，所述钛酸正丁酯水溶液的浓度为3mg/mL；所述钛酸正丁酯和硝酸银的质量比为3：1；所述硝酸银和氨水的质量体积比为0.05g：1mL；所述硝酸银和葡萄糖的质量比为1：1。

本发明在制备过程中，步骤（2）中，所述搅拌的时间均为2h。

进一步的，所述煅烧为在450℃下，Ar气氛下煅烧2 h。

本发明还提供了一种利用上述制备方法制备的TiO2@Ag复合材料在高导电材料及抗菌材料中的应用。

本发明的有益效果为：

（1）本发明制备的TiO2@Ag复合材料，尺寸可控，Ag纳米颗粒均匀涂覆在TiO2球表面上，具有优异的电化学性能，同时具有优异的抗菌性能；