[发明专利]一种空心碳球及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种空心碳球的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：将催化剂和碳源按照摩尔比混合，再转移至密闭反应器内，然后依次进行热处理、冷却和分离，得到所述空心碳球；

所述碳源包括聚四氟乙烯或聚四氟乙烯与其他碳源的组合。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述空心碳球的形状为球形或类球形。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述空心碳球的粒径D50为10-50 nm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述空心碳球的壁厚为4-10 nm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括二茂铁和/或三氯化铁。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述其他碳源包括聚偏氟乙烯、聚乙二醇、蔗糖、葡萄糖或酚醛树脂中的任意一种或至少两种的组合。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯与其他碳源中碳原子的摩尔比为（5-100）:1。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源中的碳原子和催化剂中的铁原子的摩尔比为（2-20）:1。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热处理前还包括在密闭反应器内充保护气氛。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述保护气氛包括氮气、氩气或氦气中的任意一种或至少两种的组合。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为400-900℃。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的升温速率为1-30℃/min。

13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的恒温时间为0.5-12h。

14.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分离前还包括将冷却后的物料分散在溶剂中。

15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括乙醇。

16.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分离包括离心、静置或抽滤中的任意一种或至少两种的组合。

17.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分离后还包括将溶剂烘干。

18.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

（1）将碳源和催化剂按照碳原子与铁原子的摩尔比为（2-20）:1的比例混合均匀，得到混合粉体；

（2）将混合粉体转移至密闭反应器，充保护气氛；

（3）将密闭反应器在保护气氛下以1-30℃/min速率升温至400-900℃，恒温0.5-12h，冷却，得到空心碳球和残余混合物；

（4）将空心碳球和残余混合物分散在乙醇中，分离，烘干，得到所述空心碳球。