CN101538034B - 一步合成炭球的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新型炭材料制备领域，具体的讲是一步合成炭球的制备方法，具体为：首先向聚四氟乙烯衬套中加入0.5-2.0mol/l的蔗糖或环糊精溶液，封闭后放入反应釜中于120℃-200℃反应10-20小时，自然冷却至室温后，过滤，干燥即可得到粒径0.5-2μm的炭球颗粒。本发明合成方法简单，操作方便，原料环保且廉价，所需设备要求不高，易于实现大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及新型炭材料制备领域，具体的讲是一步合成炭球的制备方法。
背景技术
近年来，以石墨烯和炭纳米管为代表的先进炭材料在国际上引发了炭材料的研究热潮。许多形态各异、结构新颖和性能独特的炭材料，如碳纤维、富勒烯、纳米炭球等被陆续研究和开发，在电子、能源、医学、材料等领域具有广泛应用前景。
球形炭材料一出现即引起化学界、材料学界和企业界的极大兴趣，被认为是一种有着广泛应用前景的新型特殊材料。其外形为规则的球形，粒径可以在纳米级、微米级或者更大。由于其表面光滑、粒径可控、富有微孔，用作锂粒子电池负极材料时不容易被电解液剥离，具有优良的循环性能和大电流充放电性能，有望广泛用于电动汽车的锂离子二次电池。此外，它还可用于高性能液相色谱柱填料，催化剂载体，导电材料，药物缓释材料等，应用领域十分广阔。
在球形炭材料制备方面，目前技术比较成熟的且应用较为广泛的制备方法是气相沉积法，但所需的设备昂贵，技术要求较高，操作较复杂。也有少量的关于用溶剂热法是合成炭球的报道。中国专利200610037096.4公开了以金属、乙醇盐、金属无机盐作为催化剂，环己烷、无水乙醇、异丙醇或聚乙二醇600为炭源，在500℃-650℃制备了炭球，通过SEM观测，炭球的直径分布在1-4μm，反应使用了有机溶剂，有毒，对环境不友好，此外，炭化温度过高，浪费能源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一步合成炭球的制备方法，该方法具有原料易得、工艺简单、且合成过程无毒等特点，属于绿色合成方法。
一步合成炭球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：首先向聚四氟乙烯衬套中加入0.5-2.0mol/l的蔗糖或环糊精溶液，封闭后放入反应釜中于120℃-200℃反应10-20小时。自然冷却至室温后，过滤，干燥即可得到粒径0.5-2μm的炭球颗粒。
本发明合成方法简单，操作方便，原料环保且廉价，所需设备要求不高，易于实现大规模工业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1中所制备炭球颗粒的扫描电镜照片。
图2为本发明实施例2中所制备炭球颗粒的扫描电镜照片。
具体实施方式
实施例1：
将40ml蔗糖(1.0mol/l)溶液倒入容量为60ml聚四氟乙烯衬套中，将封闭好的聚四氟乙烯衬套放入水热釜中180℃反应10小时，冷却至室温后，过滤，干燥，得到粒径约为2μm的形貌均一的炭球颗粒。
实施例2：
将40ml环糊精(1.0mol/l)溶液倒入容量为60ml聚四氟乙烯衬套中，将封闭好的聚四氟乙烯衬套放入水热釜中180℃反应10小时，冷却至室温后，过滤，干燥，得到粒径约为0.5μm的形貌均一的炭球颗粒。
实施例3：
将40ml蔗糖(1.0mol/l)溶液倒入容量为60ml聚四氟乙烯衬套中，将封闭好的聚四氟乙烯衬套放入水热釜中180℃反应15小时，冷却至室温后，过滤，干燥，得到粒径约为1μm的形貌均一的炭球颗粒。
实施例4：
将40ml蔗糖(2.0mol/l)溶液倒入容量为60ml聚四氟乙烯衬套中，将封闭好的聚四氟乙烯衬套放入水热釜中180℃反应10小时，冷却至室温后，过滤，干燥，得到粒径约为2μm的形貌均一的炭球颗粒。
Claims (1)
1.一步合成炭球的制备方法，其特征在于：向聚四氟乙烯衬套中加入蔗糖或环糊精溶液，蔗糖或环糊精溶液浓度为0.5-2.0mol/l，封闭后放入反应釜中于120℃-200℃反应10-20小时，自然冷却至室温后，过滤，干燥后即可得到粒径0.5-2μm的炭球颗粒。
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