[发明专利]一种碳化钛/碳纳米膜材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种碳化钛/碳纳米膜材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

S1、在50～80℃温度下，将聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚苯并咪唑、钛源分别按照与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为(0.1~1):3，(0.1~0.5):3，(0.1~0.5):3，(0.1~1):3的量加入到N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌6~24h，形成纺丝前驱体溶液；将纺丝前驱体溶液通过静电纺丝得到纺丝前驱体薄膜，置于55~65℃下真空干燥12h，备用；

S2、在空气氛围下，将S1中得到的纺丝前驱体薄膜以1~10℃/min的速率升温至100~300℃，保温1~5h；然后在氮气氛围下，以2℃/min的速率升温至550~650℃保温2h得到TiO₂/C纳米膜材料；

S3、在氩气氛围下，将S2中得到的TiO₂/C纳米膜材料以5~20℃/min的速率升温至1000~1800℃，保温2~10h得到碳化钛/碳纳米膜材料。

2.根据权利要求1所述的一种碳化钛/碳纳米膜材料的制备方法，其特征在于，所述钛源为纳米二氧化钛、钛酸四丁酯、硫酸氧钛、四氯化钛或三氯化钛。

3.根据权利要求2所述的一种碳化钛/碳纳米膜材料的制备方法，其特征在于：

所述钛源为纳米二氧化钛时，所述纳米二氧化钛与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为（0.2~0.5）:3；

所述钛源为钛酸四丁酯时，所述钛酸四丁酯与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为（0.5~1）:3；

所述钛源为硫酸氧钛时，所述硫酸氧钛与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为（0.6~1）:3；

所述钛源为四氯化钛时，所述四氯化钛与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为（0.3~0.6）:3；

所述钛源为三氯化钛时，所述三氯化钛与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为（0.2~0.6）:3。

4.根据权利要求1所述的一种碳化钛/碳纳米膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述钛源为硫酸氧钛，所述聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚苯并咪唑、硫酸氧钛、N,N-二甲基甲酰胺的质量比为3:1:1:6:30。

5.根据权利要求1所述的一种碳化钛/碳纳米膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中将纺丝前驱体薄膜以1~2℃/min的升温速率加热至280~300℃，保温1~2h。

6.根据权利要求5所述的一种碳化钛/碳纳米膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中将纺丝前驱体薄膜以1℃/min的升温速率加热至280℃，保温2h。

7.根据权利要求1所述的一种碳化钛/碳纳米膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中将TiO₂/C纳米膜材料以5~10℃/min的升温速率升温至1200~1500℃，保温4~8h。

8.根据权利要求7所述的一种碳化钛/碳纳米膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中将TiO₂/C纳米膜材料以5℃/min的升温速率升温至1400℃，保温6h。

9.根据权利要求1所述的一种碳化钛/碳纳米膜材料的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈、钛源和N,N-二甲基甲酰胺的纯度均不低于化学纯。

10.根据权利要求1~9任一项所述的碳化钛/碳纳米膜材料的制备方法制备的碳化钛/碳纳米膜材料，其特征在于，将所述碳化钛/碳纳米膜材料用作锂离子电池自支撑负极材料。