[发明专利]基于Co2

说明书

本发明提供一种基于Co₂C制备石墨化空心纳米结构的方法，所述基于Co₂C制备石墨化空心纳米结构的方法至少包括：1）制备Co₂C催化剂；2）将所述Co₂C催化剂置于高温反应炉中通入惰性气体进行煅烧，一定时间后将煅烧后的所述Co₂C催化剂取出；3）将煅烧后的所述Co₂C催化剂置于酸性溶液中，在一定温度下浸泡若干小时，洗涤、过滤、干燥，即得到石墨化空心纳米结构。本发明的基于Co₂C制备石墨化空心纳米结构的方法不仅能够降低石墨化空心纳米结构的制备温度，操作简单，而且制备出的空心纳米结构具有粒径大小均一、形貌规则及石墨化程度高的优点。

技术领域

本发明涉及一种石墨化空心纳米结构的制备方法，特别是涉及一种基于Co₂C制备石墨化空心纳米结构的方法。

背景技术

近年来空心纳米结构作为复杂纳米结构的一种特殊结构和形貌，是化学和材料科学前沿的一个日益重要的研究领域。与实心核壳复合粒子相比，空心纳米碳球具有大的比表面积、较小的密度以及独特的光学和表面特性，用其作为“建筑砖块”构筑的先进功能材料，在生物医学、晶体光学、催化、微波吸收和点电/磁流变液等领域有着广泛的应用。同时其空心部分可以容纳大量的客体分析或者大尺寸客体，从而产生奇特的基于微观“包裹”效用的性质，使其可以广泛用于药物输运、轻质填料、形状选择吸收剂和催化剂等。空心纳米碳材料的制备方法是多种多样的，根据形成的机制的不同，可以大致的分为两个部分：模板法和非模板法。使用模板法存在的问题是模板的引入不仅使制作过程复杂化成本高，并且在去除模板的过程中易引起环境的污染。非模板法主要包括：高压冲击压缩富勒烯法、激光热蒸发法、化学气相沉积法以及等离子体喷射沉积法等，该类方法存在的问题是操作复杂、能耗大，制备的碳纳米空心材料石墨化程度低、尺寸不均匀。因此开发一种不需模板且条件温和操作简单的方法尤为重要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于Co₂C制备石墨化空心纳米结构的方法，用以解决现有技术制备石墨化空心结构存在的操作复杂、能耗大、制备的碳纳米空心材料石墨化程度低、尺寸不均匀等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于Co₂C制备石墨化空心纳米结构的方法，所述基于Co₂C制备石墨化空心纳米结构的方法至少包括以下步骤：

1)制备Co₂C催化剂；

2)将所述Co₂C催化剂置于高温反应炉中通入惰性气体进行煅烧，一定时间后将煅烧后的所述Co₂C催化剂取出；

3)将煅烧后的所述Co₂C催化剂置于酸性溶液中，在一定温度下浸泡若干小时，洗涤、过滤、干燥，即得到石墨化空心纳米结构。

作为本发明的基于Co₂C制备石墨化空心纳米结构的方法的一种优选方案，步骤1)中，制备所述Co₂C催化剂包括以下步骤：

1-1)采用沉淀法或浸渍法制备Co₃O₄；

1-2)将所述Co₃O₄置于反应装置中，在一定温度下向所述反应装置内通入H₂和惰性气体的混合气体一定时间；

1-3)在一定温度下向所述反应装置内通入一氧化碳与惰性气体的混合气体或合成气与惰性气体的混合气体一定时间即可得到所述Co₂C催化剂。

作为本发明的基于Co₂C制备石墨化空心纳米结构的方法的一种优选方案，步骤1-1)中，采用沉淀法制备所述Co₃O₄包括以下步骤：