一种基于有序H-TiO2纳米管阵列的钠金属负极材料及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种基于有序h
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tio2纳米管阵列的钠金属负极材料，其特征在于，ti片基体表面有一层有序排列的h
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tio2纳米管阵列，钠金属均匀沉积于有序h
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tio2纳米管阵列中。2.如权利要求1所述的基于有序h
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tio2纳米管阵列的钠金属负极材料，其特征在于：所述h
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tio2纳米管的内径为130～150nm，管长为3～5μm，管壁厚度为15～20nm，有序阵列中的纳米管之间平均间隙为15～30nm。3.一种制备如权利要求1或2所述基于有序h
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tio2纳米管阵列的钠金属负极材料的方法，其特征在于：首先采用电化学阳极氧化法在ti片基体上生长有序tio2纳米管阵列，并对其进行晶化退火，然后对晶化的有序tio2纳米管阵列进行电化学氢化改性，得到有序h
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tio2纳米管阵列，最后采用恒流电沉积法将金属钠沉积到有序h
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tio2纳米管阵列中，制得基于有序h
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tio2纳米管阵列的钠金属负极材料。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，选用的ti片纯度为99.7％。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所采用的电化学阳极氧化法在ti片基体表面生长有序tio2纳米管阵列的步骤为：先将一定尺寸的ti片依次在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗并干燥待用；配制nh4f浓度为0.20～0.25mol
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‑1、去离子水体积比为12～15％的nh4f
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去离子水
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乙二醇溶液作为电解液；以ti片作为阳极，石墨片作为阴极，在冰水浴条件下，60v恒压氧化反应3～4h；将制备的样品先后使用乙二醇和去离子水洗净、烘干，获得有序tio2纳米管阵列。6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对ti片表面生长的有序tio2纳米管阵列进行晶化退火的步骤为：将制备的有序tio2纳米管阵列/ti片在450～600℃温度下保温2～3h，升温速率为2～5℃
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‑1。7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，有序tio2纳米管阵列的电化学氢化改性步骤为：将晶化的有序tio2纳米管阵列作为阴极，石墨片作为阳极，0.1～0.2mol
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‑1na2so4溶液作为电解液，电压为6～10v，恒压氢化时间为40～60min，然后用去离子水洗净、烘干，获得有序h
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tio2纳米管阵列。8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，采用恒流电沉积法将金属钠沉积到有序h
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tio2纳米管阵列中的步骤为：以高氯酸钠naclo4为溶质，以体积比为1∶1的碳酸乙烯酯ec和碳酸二甲酯dmc为溶剂，配制浓度为1mol
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‑1的溶液并添加5wt％的氟代碳酸乙烯酯fec作为电解液；以有序h
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tio2纳米管阵列为工作电极，以金属钠箔为对电极，以gf/d玻璃微纤维膜为隔膜，在氩气保护的手套箱中组装电池；然后，在0.5～3ma
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‑2电流密度下，沉积1～6mah
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‑2面积容量的钠金属到有序h
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tio2纳米管阵列中，制备获得一种基于有序h
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tio2纳米管阵列的钠金属负极材料。

技术总结
一种基于有序H


技术研发人员：刘家琴 李玉磊 吴玉程 余彦
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：2021.08.05
技术公布日：2021/11/4