一种中空碳球及其制备方法.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CN105502334A(43)申请公布日2016.04.20(21)申请号201510962949.4(22)申请日2015.12.21(71)申请人常州轻工职业技术学院地址213164江苏省常州市武进区鸣新中路28号(72)发明人朱茂电全林潘书刚姜兴茂秦跻龙梁帅陆伟任婧柳星宇(74)专利代理机构北京中济纬天专利代理有限公司11429代理人徐琳淞(51)Int.Cl.C01B31/02(2006.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种中空碳球及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种中空碳球及其制备方法，方法包括以下步骤：步骤一、制备反相微乳液；步骤二、取一定量的反相微乳液置于玻璃容器中，微波炉500W～3000W条件下加热30秒～20分钟；步骤三、将步骤二中反应结束的油状液体经过滤、洗涤、干燥，得到中空碳球。本发明使用微波的方式，使用的仪器简单，工艺流程简单，反应时间缩短，成本大大降低，而且微波加热的功率和时间可以控制中空碳球的空腔大小程度，非常方便。CN105502334ACN105502334A权利要求书1/1页1.一种制备中空碳球的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、制备反相微乳液；步骤二、取一定量的反相微乳液置于玻璃容器中，微波炉500W～3000W条件下加热30秒～20分钟；步骤三、将步骤(2)中反应结束的油状液体经过滤、洗涤、干燥，得到中空碳球。2.根据权利要求1所述的一种制备中空碳球的方法，其特征在于：所述步骤一的具体方法为：将含氧有机物碳源和碳化剂溶于水，形成水溶液后，缓慢滴加到含有表面活性剂的有机溶剂中，搅拌形成反相微乳液。3.根据权利要求2所述的一种制备中空碳球的方法，其特征在于：所述步骤一含氧有机物碳源选自葡萄糖、果糖、蔗糖或者淀粉中的一种或者几种的混合物。4.根据权利要求3所述的一种制备中空碳球的方法，其特征在于：所述步骤一中的所述的碳化剂选自硫酸铵、浓度不高于7mol/L的稀硫酸、盐酸的一种或者几种的混合物。5.根据权利要求4所述的一种制备中空碳球的方法，其特征在于：所述步骤一中的有机溶剂为食用葵花油或者菜籽油或者石油醚。6.根据权利要求5所述的一种制备中空碳球的方法，其特征在于：所述步骤一中的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵或者2-乙基琥珀酸酯磺酸钠或者十二烷基苯磺酸铵或者正辛胺。7.根据权利要求6所述的一种制备中空碳球的方法，其特征在于：所述步骤一中的搅拌温度为25℃～70℃，搅拌时间为0.5小时～5小时。8.根据权利要求7所述的一种制备中空碳球的方法，其特征在于：所述步骤一中的有机物碳源与碳化剂质量比为1:50～50:1g/g，水与表面活性剂比为1:5～50:1g/g，有机溶剂与表面活性剂的体积质量比为1:1～200:1ml/g。9.一种中空碳球，其特征在于：采用权利要求8所述的方法制备，中空碳球粒径为20nm～10μm，壁厚在1nm～20nm。2CN105502334A说明书1/4页一种中空碳球及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种中空碳球及其制备方法。背景技术[0002]中空碳球因其具有高比表面积，稳定性好，密度低，生物相容性好等诸多优点，而被广泛应用于生物医药，催化剂载体，材料学等领域。[0003]目前制备中空碳球的方法主要包括：模板法、水热法等。[0004]模板法就是将模板剂和碳源物质放入反应釜中，随着反应温度的升高，碳源物质开始熔化并覆盖在模板剂周围。当反应釜内的温度超过模板剂的熔点时，模板剂表面熔化和碳源之间形成液一液界面，促使反应瞬间发生。碳和通入的氢气围绕在模板剂周围。在锌表面形成一层碳膜。随着反应的进行，由于氢气持续不断地产生，碳膜向外突出，最终形成大量的以氢气泡作为模板的碳气泡，碳气泡团聚形成碳壳。最后用盐酸洗去模板，便得到了纳米空心碳球。庞林林等(碳纳米材料的制备及其相关性能的研究【学位论文】-山东大学，2009-5-10)便利用该方法，用葡萄糖作碳源，锌作为模板，在反应釜内合成了纳米空心碳球。[0005]靳秀芝等(尺寸可控空心碳球的水热合成【期刊论文】-稀有金属材料与工程，2011，40(增刊1)：101-103)便利用糖类作为碳源，以水或有机溶剂为媒介，在水热釜中并在一定的温度和溶剂的自生压力下,原料进行反应。最终生成了中空碳球。发明内容[0006]本发明的第一个目的是提供一种工艺流程简单的制备中空碳球的方法。[0007]实现本发明第一个目的的技术方案是一种制备中空碳球的方法，包括以下步骤：[0008]步骤一、制备反相微乳液；[0009]步骤二、取一定量的反相微乳液置于玻璃容器中，微波炉500W