[发明专利]制备包覆有二氧化硅的碳物种的方法

权利要求书

1.用于制备部分或完全包覆有二氧化硅的碳物种的方法，包括以下步骤：

-在水性介质中，使得碳物种与一种或多种阳离子表面活性剂接触，

-使用碱性试剂，将悬浮液的反应介质的pH调节为8至10的pH，

-将一种或多种碱金属硅酸盐加入到所得到的反应介质中，同时保持反应介质的pH在8和10之间；

其中所添加的阳离子表面活性剂的量为使得碳物种的BET比表面积的阳离子电荷密度为0.05至2阳离子电荷/nm²碳物种。

2.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，在70℃和90℃之间的温度下加热的同时，使得碳物种与一种或多种阳离子表面活性剂接触。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在使得碳物种与一种或多种阳离子表面活性剂接触之后，将反应介质的pH调节为8.5至9.5的pH。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述碳物种选自炭黑、天然和合成石墨、碳纤维、石墨烯、富勒烯、乙炔黑和碳纳米管。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述一种或多种阳离子表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基胺、1-戊烷磺酸钠一水合物、(2-癸氧基-2-氧代乙基)-[2-[(2-癸氧基-2-氧代乙基)-二甲基铵基]乙基]-二甲基铵二氯化物、10-[二甲基-[2-(5-甲基-2-丙-2-基环己基)氧基-2-氧代乙基]铵基]癸基-二甲基-[2-(5-甲基-2-丙-2-基环己基)氧基-2-氧代乙基]铵二氯化物、十四烷基三甲基溴化铵、癸基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、氢氧化四甲铵、十二烷基溴化吡啶鎓、十六烷基氯化吡啶鎓。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述一种或多种阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，一种或多种阳离子表面活性剂以0.1至1.5分子/nm²碳物种的量存在。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，一种或多种阳离子表面活性剂以0.5至1.5分子/nm²碳物种的量存在。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在70℃和90℃之间的温度下加热的同时，进行与碱金属硅酸盐的反应。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述碱金属硅酸盐为硅酸钠。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所添加的碱金属硅酸盐的量随着在碳物种上沉积的二氧化硅的理论厚度e_theo而变化，其对应于下述公式：

其中

T表示以质量计的二氧化硅含量T＝m_SiO2/(m_SiO2+m_c)，

其中m_SiO2为二氧化硅的质量，且m_c为碳的质量，

e_theo＝以nm计的理论厚度，

SS＝以nm²/g计的比表面积，