[发明专利]氮掺杂多级孔结构碳球及其制备方法

权利要求书

1.一种氮掺杂多级孔结构碳球，其特征在于该碳球为粒径为200nm的空心结构，在该空心结构的外壳由氮掺杂的碳形成，并分布有微孔和介孔结构，其中碳含量为92.45％，氮含量为2.94％；采用三聚氰胺/甲醛树脂为碳源和氮源，聚苯乙烯微球为硬模板，二氧化硅作为成孔剂，经过煅烧和氢氟酸腐蚀，得到所述氮掺杂多级孔结构碳球。

2.根据权利要求1所述的氮掺杂多级孔结构碳球的制备方法，其特征是该方法的具体步骤为：

a.将聚苯乙烯微球(PS)分散在质量分数为98％的浓硫酸中，在40℃下搅拌反应8～24h，反应完成后用去离子水洗涤直至为洗涤液为中性，得到磺化后的的聚苯乙烯微球，并将该微球分散在水中，得到固含量为2～4mg/mL的磺化后的聚苯乙烯微球分散液SPS；

b.将三聚氰胺和质量分数为37％的甲醛溶液在60℃混合搅拌得到透明溶液；所述的三聚氰胺与甲醛溶液的质量体积比为2～3g：4.5～5.5ml；

c.按每100毫升质量百分比浓度为5％的聚乙烯醇溶液中，依次加入25毫升步骤a所得SPS、5毫升质量百分比浓度为40％的胶体二氧化硅和5毫升步骤b所得透明溶液的比例配置成反应体系，调节该反应体系的pH＝4～5，后混合搅拌1-9min；反应完成后洗涤直至洗涤液为中性，得到的产品记为SPS@MF/SiO₂；将该产品冷冻干燥后在惰性气体保护下800℃煅烧2h，自然冷却至室温，再经过10％的氢氟酸腐蚀除去二氧化硅，得到氮掺杂多级孔结构碳球N-HPCS。