CN114180620B - 一种聚吡咯为模板制备二氧化钛/碳负极的制备方法 - Google Patents

一种聚吡咯为模板制备二氧化钛/碳负极的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚吡咯为模板制备空心结构二氧化钛/碳负极的制备方法，分别称取十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或甲基橙(MO)溶于去离子水中，并加入六水合三氯化铁和吡咯(Py)溶液，搅拌至完全溶解，得到混合溶液；Py在低温下自组装形成球状或棒状PPy；将获得的PPy浸泡在TiF4水溶液中沉积获得PPy/TiO2复合物；在氩气中煅烧PPy/TiO2复合物最终得到空心结构TiO2/C。本发明通过模板法制备了空心结构TiO2/C，通过与C复合改善了材料的电导率，进一步减轻了锂离子脱嵌过程中的体积膨胀，获得稳定的长循环性能。独特的空心球和空心管状结构则提高了材料的电子和离子的传输速率，在锂离子电池负极材料的应用上具有较高的潜力。

Description

一种聚吡咯为模板制备二氧化钛/碳负极的制备方法
技术领域
本发明属于无机材料储能技术领域，具体涉及一种聚吡咯为模板制备二氧化钛/碳负极的制备方法。
背景技术
由于锂的自然界资源丰富、成本低及氧化还原电位合适等优点，锂离子电池(SIBs)在世界上引起了广泛的研究兴趣。然而，锂离子较大的离子直径限制了晶体锂插入材料的结构可变性和选择，锂离子电池(LIBs)中传统的商业化石墨阳极由于层间距离相对较小，不适合容纳锂离子。因此，为SIBs寻找合适的高容量和优异速率性能的材料成为当代研究热点。过渡金属氧化物二氧化钛(TiO2)由于优异的倍率性能、体积膨胀小及较高的安全性能而被广泛研究。然而，当TiO2被应用于电极材料时，其容量和速率性能受到离子缓慢动力学和低电子电导率的限制。解决这些问题的策略集中在用杂质离子掺杂、结构设计和高电导率的材料复合上。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种聚吡咯为模板制备空心结构二氧化钛/碳负极的制备方法，使用导电聚合物聚吡咯(PPy)为模板制备了独特的TiO2/C空心球和空心管结构，增大了电极材料与电解液的接触面积，有效的提高LIBs负极材料的功率密度和能量。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种聚吡咯为模板制备二氧化钛/碳负极的方法，包括以下步骤：
1)将模板剂、六水合三氯化铁和吡咯依次加入去离子水中，搅拌至完全溶解，得到混合溶液A；将混合溶液A在低温下反应后，分别用去离子水和无水乙醇抽滤清洗，干燥后得到聚吡咯；
2)将四氟化钛加入到的盐酸溶液中得到混合溶液B，将步骤(1)中得到聚吡咯加入到混合溶液B中，在常温下反应后，用去离子水和无水乙醇抽滤清洗，干燥后得到聚吡咯/二氧化钛复合物；
3)将步骤(2)中得到的聚吡咯/二氧化钛复合物在氩气中煅烧，得到空心结构二氧化钛/碳负极复合材料。
优选的，模板剂为十六烷基三甲基溴化铵或甲基橙。
优选的，步骤(1)中混合溶液A的浓度为1.25mmol/L。
优选的，步骤(1)中模板剂、六水合三氯化铁与吡咯的摩尔比为0.1:1:1～0.3:1:1。
优选的，步骤(1)中搅拌时间为10～30min，反应温度为0～5℃，反应时间为24h；干燥温度为60℃，干燥时间为12～24h。
优选的，步骤(2)中盐酸溶液的浓度为0.1mol L-1。
优选的，步骤(2)中聚吡咯和四氟化钛的质量比为1:1～3:1。
优选的，步骤(2)中混合溶液B的pH为1～3，反应时间为6～24h。
优选的，步骤(3)中煅烧温度为500℃，煅烧时间为1～5h。
优选的，二氧化钛/碳负极复合材料的结构为空心球状或空心管状。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明以聚吡咯为模板制备空心结构二氧化钛/碳负极复合材料的制备方法，先将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或甲基橙(MO)作为模板剂，滴入吡咯(Py)溶液通过自组装法得到具有不同形貌的聚吡咯(PPy)。之后在四氟化钛的盐酸溶液中原位沉积TiO2，实现TiO2与PPy的复合，得到了PPy/TiO2复合材料。最后在惰性气氛中煅烧PPy/TiO2，由于PPy碳化收缩获得了空心结构TiO2/C。PPy在惰性气氛中煅烧碳化后有效提高了TiO2的导电性，在提高TiO2电极材料的结构和循环稳定性的同时，也增加了储锂活性位点。同时独特的TiO2/C空心球和空心管结构，因其具有较大的比表面积，可以促进电极材料与电解液之间的接触，增加该材料的离子传输速率。因此与初始的TiO2材料对比，空心结构TiO2/C显示出更高的容量和更好的循环性能。综上所述，导电聚合物PPy为模板制备的空心结构TiO2/C负极在储能器件方向具有良好的应用前景，当被用于LIBs负极材料时显示出高能量和功率密度。
附图说明
图1实施例1制备的TiO2/C空心球的SEM图，(a)：20k倍的TiO2/C空心管的SEM图，(b)：50k倍的TiO2/C空心管的SEM图；
图2实施例3制备的TiO2/C空心管的SEM图，(a)：20k倍的TiO2/C空心管的SEM图，(b)：100k倍的TiO2/C空心管的SEM图；
图3是实施例2制备的TiO2/C空心管作为锂离子电池负极材料的倍率性能和循环性能图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
一种聚吡咯为模板制备空心结构二氧化钛/碳负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)称取2.5～7.5mmol的模板剂置于200mL去离子水中，随后加入25mmol的六水合三氯化铁(FeCl3·6H2O)和25mmol吡咯(Py)试剂，搅拌10～30min得到混合溶液；
2)将步骤1)中得到的混合溶液在0～5℃下放置24h反应，用去离子水和无水乙醇抽滤清洗，60℃下干燥12～24h得到聚吡咯；
3)将步骤2)中得到的聚吡咯称取2g加入到含1.0g四氟化钛(TiF4)的盐酸溶液中(pH＝3，200mL)，搅拌10～30min使其混合均匀，获得混合溶液B。
4)将步骤2)中得到的混合溶液B在原位沉积6～24h，之后用去离子水和无水乙醇抽滤清洗至无色，干燥后得到聚吡咯/二氧化钛复合物；
5)将步骤3)中得到的聚吡咯/二氧化钛复合物在氩气中500℃下煅烧1～5h，得到空心结构二氧化钛/碳；
6)将制备的空心结构二氧化钛/碳与导电剂(乙炔黑)、粘结剂(PVDF)混合制备浆料、涂布作为负极材料，在手套箱中组装锂离子电池；
7)将组装的锂离子电池进行电化学性能测试。
本发明利用PPy作为模板剂，采用原位沉积法和模板法制备了空心结构二氧化钛/碳。下面结合实施例说明本发明的具体技术解决方案。以下实施例只是说明本发明的技术方案可以可靠有效的实现，但本发明的技术方案并不仅限于以下实施例。
实施例1
1)称取2.5mmol的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)置于200mL去离子水中，随后加入25mmol的六水合三氯化铁(FeCl3·6H2O)和吡咯(Py)试剂，搅拌10min得到混合溶液；
2)将步骤1)中得到的混合溶液在0℃下放置24h反应，用去离子水和无水乙醇抽滤清洗，60℃下干燥12h得到聚吡咯；
3)将步骤2)中得到的聚吡咯称取2g加入到含1.0g TiF4的盐酸溶液中(pH＝3，200mL)，搅拌10min使其混合均匀，获得混合溶液B。
4)将步骤2)中得到的混合溶液B在原位沉积6h，之后用去离子水和无水乙醇抽滤清洗至无色，干燥后得到聚吡咯/二氧化钛复合物；
5)将步骤3)中得到的聚吡咯/二氧化钛复合物在氩气中500℃下煅烧1h，得到二氧化钛/碳空心球；
6)将制备的二氧化钛/碳空心球与导电剂(乙炔黑)、粘结剂(PVDF)混合制备浆料、涂布作为负极材料，在手套箱中组装锂离子电池；
7)将组装的锂离子电池进行电化学性能测试。
实施例2
1)称取2.5mmol的甲基橙(MO)置于200mL去离子水中，随后加入25mmol的六水合三氯化铁(FeCl3·6H2O)和吡咯(Py)试剂，搅拌25min得到混合溶液；
2)将步骤1)中得到的混合溶液在2℃下放置24h反应，用去离子水和无水乙醇抽滤清洗，60℃下干燥16h得到聚吡咯；
3)将步骤2)中得到的聚吡咯称取2g加入到含1.0g TiF4的盐酸溶液中(pH＝3，200mL)，搅拌10～30min使其混合均匀，获得混合溶液B。
4)将步骤2)中得到的混合溶液B在原位沉积24h，之后用去离子水和无水乙醇抽滤清洗至无色，干燥后得到聚吡咯/二氧化钛复合物；
5)将步骤3)中得到的聚吡咯/二氧化钛复合物在氩气中500℃下煅烧2h，得到空心结构二氧化钛/碳空心管；
6)将制备的二氧化钛/碳空心管与导电剂(乙炔黑)、粘结剂(PVDF)混合制备浆料、涂布作为负极材料，在手套箱中组装锂离子电池；
7)将组装的锂离子电池进行电化学性能测试。
实施例3
1)称取5.0mmol的甲基橙(MO)置于200mL去离子水中，随后加入25mmol的六水合三氯化铁(FeCl3·6H2O)和吡咯(Py)试剂，搅拌10～30min得到混合溶液；
2)将步骤1)中得到的混合溶液在3℃下放置24h反应，用去离子水和无水乙醇抽滤清洗，60℃下干燥20h得到聚吡咯；
3)将步骤2)中得到的聚吡咯称取2g加入到含1.0g TiF4的盐酸溶液中(PH＝3，200mL)，搅拌20min使其混合均匀，获得混合溶液B。
4)将步骤2)中得到的混合溶液B在原位沉积15h，之后用去离子水和无水乙醇抽滤清洗至无色，干燥后得到聚吡咯/二氧化钛复合物；
5)将步骤3)中得到的聚吡咯/二氧化钛复合物在氩气中500℃下煅烧3.5h，得到二氧化钛/碳空心管；
6)将制备的二氧化钛/碳空心管与导电剂(乙炔黑)、粘结剂(PVDF)混合制备浆料、涂布作为负极材料，在手套箱中组装锂离子电池；
7)将组装的锂离子电池进行电化学性能测试。
实施例4
1)称取2.5mmol的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)置于200mL去离子水中，随后加入25mmol的六水合三氯化铁(FeCl3·6H2O)和吡咯(Py)试剂，搅拌10～30min得到混合溶液；
2)将步骤1)中得到的混合溶液在5℃下放置24h反应，用去离子水和无水乙醇抽滤清洗，60℃下干燥24h得到聚吡咯；
3)将步骤2)中得到的聚吡咯称取1g加入到含1.0g TiF4的盐酸溶液中(pH＝3，200mL)，搅拌30min使其混合均匀，获得混合溶液B。
4)将步骤2)中得到的混合溶液B在原位沉积24h，之后用去离子水和无水乙醇抽滤清洗至无色，干燥后得到聚吡咯/二氧化钛复合物；
5)将步骤3)中得到的聚吡咯/二氧化钛复合物在氩气中500℃下煅烧5h，得到二氧化钛/碳空心球；
6)将制备的二氧化钛/碳空心球与导电剂(乙炔黑)、粘结剂(PVDF)混合制备浆料、涂布作为负极材料，在手套箱中组装锂离子电池；
7)将组装的锂离子电池进行电化学性能测试。
实施例5
1)称取7.5mmol的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)置于200mL去离子水中，随后加入25mmol的六水合三氯化铁(FeCl3·6H2O)和吡咯(Py)试剂，搅拌10～30min得到混合溶液；
2)将步骤1)中得到的混合溶液在5℃下放置24h反应，用去离子水和无水乙醇抽滤清洗，60℃下干燥24h得到聚吡咯；
3)将步骤2)中得到的聚吡咯称取3g加入到含1.0g TiF4的盐酸溶液中(pH＝3，200mL)，搅拌30min使其混合均匀，获得混合溶液B。
4)将步骤2)中得到的混合溶液B在原位沉积24h，之后用去离子水和无水乙醇抽滤清洗至无色，干燥后得到聚吡咯/二氧化钛复合物；
5)将步骤3)中得到的聚吡咯/二氧化钛复合物在氩气中500℃下煅烧5h，得到二氧化钛/碳空心球；
6)将制备的二氧化钛/碳空心球与导电剂(乙炔黑)、粘结剂(PVDF)混合制备浆料、涂布作为负极材料，在手套箱中组装锂离子电池；
7)将组装的锂离子电池进行电化学性能测试。
图1施例1备的TiO2/C空心球的SEM图；图(a)为20k倍的TiO2/C空心球SEM图，图(b)为50k倍的TiO2/C空心球SEM图，由图1可以看出，实施例1所制备的TiO2/C空心球尺寸均一，球的直径均小于100nm。
图2实施例3制备的TiO2/C空心管的SEM图；图(a)为20k倍的TiO2/C空心管SEM图，图(b)为100k倍的TiO2/C空心管SEM图，由图1可以看出，实施例3所制备的TiO2/C空心管是为一维结构，空心管的尺寸均一，管径约为100～200nm。
图3实施例2所制备的TiO2/C空心管和PPy煅烧而成的碳棒的倍率性能对比图，由图可以看出TiO2/C空心管具有更好的储锂容量和循环稳定性。

Claims (6)

1.一种聚吡咯为模板制备二氧化钛/碳负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将模板剂、六水合三氯化铁和吡咯依次加入去离子水中，搅拌至完全溶解，得到混合溶液A；将混合溶液A在低温下反应后，分别用去离子水和无水乙醇抽滤清洗，干燥后得到聚吡咯；
(2)将四氟化钛加入到的盐酸溶液中得到混合溶液B，将步骤(1)中得到聚吡咯加入到混合溶液B中，在常温下反应后，用去离子水和无水乙醇抽滤清洗，干燥后得到聚吡咯/二氧化钛复合物；
(3)将步骤(2)中得到的聚吡咯/二氧化钛复合物在氩气中煅烧，得到空心结构二氧化钛/碳负极复合材料；
所述步骤(1)中模板剂、六水合三氯化铁与吡咯的摩尔比为0.1:1:1～0.3:1:1；
所述步骤(2)中聚吡咯和四氟化钛的质量比为1:1～3:1；
所述步骤(2)中盐酸溶液的浓度为0.1mol L-1；
所述二氧化钛/碳负极复合材料的结构为空心球状或空心管状。
2.根据权利要求1所述的一种聚吡咯为模板制备二氧化钛/碳负极的制备方法，其特征在于，所述模板剂为十六烷基三甲基溴化铵或甲基橙。
3.根据权利要求1所述的一种聚吡咯为模板制备二氧化钛/碳负极的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合溶液A的浓度为1.25mmol/L。
4.根据权利要求1所述的一种聚吡咯为模板制备二氧化钛/碳负极的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌时间为10～30min，反应温度为0～5℃，反应时间为24h；干燥温度为60℃，干燥时间为12～24h。
5.根据权利要求1所述的一种聚吡咯为模板制备二氧化钛/碳负极的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中混合溶液B的pH为1～3，反应时间为6～24h。
6.根据权利要求1所述的一种聚吡咯为模板制备二氧化钛/碳负极的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中煅烧温度为500℃，煅烧时间为1～5h。
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CN100453166C (zh) * 2006-12-19 2009-01-21 武汉理工大学 以氧化钒纳米带为模板一步制备一维TiO2空心结构光催化剂的方法
KR20130113562A (ko) * 2012-04-06 2013-10-16 서울대학교산학협력단 전이금속 산화물-탄소 나노복합체 제조 방법
CN103208621A (zh) * 2013-04-12 2013-07-17 新疆大学 碳纳米管/二氧化钛共轴纳米电缆复合材料的制备及应用
CN103588245B (zh) * 2013-11-11 2015-07-01 上海大学 中空碳/二氧化钛复合纳米材料的制备方法
CN108063056B (zh) * 2017-12-08 2019-11-08 中北大学 多孔氮掺杂碳/碳纳米管复合材料及其制备方法和应用
CN110880589B (zh) * 2019-11-25 2021-04-06 浙江理工大学 一种纳米碳管@二氧化钛纳米晶@碳的复合材料及其制备方法和应用
CN111675208B (zh) * 2020-06-08 2023-02-03 齐鲁工业大学 一种硫-氮掺杂空心碳纳米管复合材料及其制备方法和应用
CN113214506A (zh) * 2021-04-29 2021-08-06 武汉工程大学 一种聚乙烯醇-氮掺杂碳纳米管复合导电水凝胶及其制备方法

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