一种球状氮掺杂碳纳米材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107128899A(43)申请公布日2017.09.05(21)申请号201710500833.8(22)申请日2017.06.27(71)申请人上海应用技术大学地址200235上海市徐汇区漕宝路120-121号(72)发明人韩生颜松刘平赵志成蔺华林林静静连俊周嘉伟常伟刘玥冉(74)专利代理机构上海精晟知识产权代理有限公司31253代理人杨军(51)Int.Cl.C01B32/15(2017.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种球状氮掺杂碳纳米材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种球状氮掺杂碳纳米材料的制备方法。具体步骤如下：(1)将三聚氰胺置于马弗炉中焙烧，得到淡黄色固体，研磨备用，即得到淡黄色类石墨相氮化碳；(2)将淡黄色类石墨相氮化碳用葡萄糖溶液浸渍搅拌，得到混合溶液；(3)将混合溶液置于水热釜中进行水热处理；水热处理后过滤、洗涤并烘干。(5)将烘干后的固体进行高温焙烧处理得到球状氮掺杂碳纳米材料。本发明的制备方法工艺操作简单，制备效率高，原料较为廉价，来源广泛。CN107128899ACN107128899A权利要求书1/1页1.一种球状氮掺杂碳纳米材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将三聚氰胺置于马弗炉中焙烧，焙烧结束后，研磨，得到类石墨相氮化碳a-g-C3N4；(2)将类石墨相氮化碳a-g-C3N4置于葡萄糖溶液中进行中浸渍搅拌，得到混合溶液；(3)将混合溶液转移到水热釜中进行水热处理，水热处理后，过滤、洗涤并烘干；(4)将烘干后的固体进行焙烧处理，得到球状氮掺杂碳纳米材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，三聚氰胺质量为3mg-10mg，焙烧温度为400℃-700℃，焙烧时间为1h-3h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，葡萄糖和类石墨相氮化碳a-g-C3N4的质量比为3:1-2:1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，葡萄糖溶液浓度为0.3-3mol/L，浸渍搅拌时间为4h-24h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，水热温度为120℃-200℃，水热时间为8h-24h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，焙烧温度为600℃-1000℃，焙烧时间为1h-4h。2CN107128899A说明书1/4页一种球状氮掺杂碳纳米材料的制备方法技术领域[0001]本发明具体涉及纳米材料技术领域，特别是涉及一种球状氮掺杂碳纳米材料的制备方法。背景技术[0002]随着社会经济的不断飞速发展，引发了严重的能源危机和环境问题，寻找一种可持续发展的办法日益成为能源工业亟待解决的问题。碳材料的密度低、物理化学性质非常稳定，同时具有较大的比表面积和生物相容性好等优点，在催化剂载体、复合材料的增强和电极材料等方面具有重要应用价值，已经引起了广泛科学研究者的广泛关注，有望成为高科技领域的先进材料，前景十分广阔。[0003]纳米碳材料是一种廉价且稳定的储能和能量转换材料，但是原有的碳材料具有很多缺点，将氮原子掺杂，能够提供孤电子对，同时能够改变碳原子的自旋密度和电荷密度，从而提高电化学等性能。目前的氮原子掺杂制备过程复杂，还需要用到硬模板或者高温氨气活化等方法，对生产的设备要求过高，导致生产成本过高，不利于商业化的大规模生产。本发明制备过程避免使用强酸强碱的使用，具有环境友好型特点，操作简单方便，经济实用性强，原料较为廉价易得，生产成本低。发明内容[0004]本发明主要解决现有氮掺杂碳纳米材料的制备过程对设备要求高、反应条件苛刻等技术问题，从而提供一种简单可行的球状氮掺杂碳纳米材料的制备方法。[0005]本发明的技术方案是这样实现的。[0006]一种球状氮掺杂碳纳米材料的制备方法，具体步骤如下：[0007](1)将三聚氰胺置于马弗炉中焙烧，焙烧结束后，研磨，得到类石墨相氮化碳a-g-C3N4；[0008](2)将类石墨相氮化碳a-g-C3N4置于葡萄糖溶液中进行浸渍搅拌，得到混合溶液；[0009](3)将混合溶液转移到水热釜中进行水热处理，水热处理后，过滤、洗涤并烘干；[0010](4)将烘干后的固体焙烧处理，得到球状氮掺杂碳纳米材料。[0011]本发明中，步骤(1)中，三聚氰胺质量为3mg-10mg，焙烧温度为400℃-700℃，焙烧时间为1h-3h。[0012]本发明中，步骤(2)中，葡萄糖和类石墨相氮化碳a-g-C3N4的质量比为3:1-2:1。[0013]本发明中，步骤(2)中，葡萄糖溶液浓度为0.3-3mol/L，浸渍搅拌时间为4h-24h。[0014]本发明中，步骤(3)中，水热温度为120℃