[发明专利]一种复合材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括中空碳纳米材料和Fe₃O₄纳米颗粒，所述中空碳纳米材料呈凹陷碗状结构，所述碗状结构的凹陷部负载有Fe₃O₄纳米颗粒；

所述碗状结构的碗壁呈分级多孔结构，所述分级多孔结构包括大孔、微孔和介孔，所述大孔的孔径为＞50nm，所述微孔的孔径为＜2nm，所述介孔的孔径为2nm～50nm。

2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述Fe₃O₄纳米颗粒的粒径不超过50nm；

和/或，所述中空碳纳米材料的平均粒径为100～300nm；

和/或，所述复合材料的比表面积为300m² g-¹～600m² g-¹；

和/或，所述复合材料的氮含量为3at％～5at％；

和/或，所述复合材料的氧含量为5at％～18at％；

和/或，所述复合材料的堆积密度为1g¹cm-³～2g¹cm-³；

和/或，以复合材料的总质量为基准计，所述复合材料中Fe₃O₄的含量为10wt％～60wt％。

3.一种如权利要求1～2所述的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用初湿浸渍法将含有铁源的浸渍液浸渍到中空碳纳米材料上，然后煅烧，得到所述的复合材料。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述铁源选自硝酸铁、硫酸铁和三氯化铁中的一种或多种；

和/或，所述中空碳纳米材料与铁源的质量比为0.5g：(1.5～0.5)g；

和/或，所述初湿浸渍在真空条件下进行。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述煅烧的温度为300℃～400℃；

和/或，所述煅烧的时间为2h～5h；

和/或，所述煅烧在保护气氛中进行。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述中空碳纳米材料的制备方法为：

SiO₂纳米球、间苯二酚、乙二胺和甲醛进行聚合反应，然后滴加致孔剂进行水解反应，获得沉淀物；

将所述沉淀物碳化，煅烧；

将所述煅烧后的产物经氢氟酸刻蚀，得到所述的中空碳纳米材料。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为25℃～45℃；

和/或，所述SiO₂纳米球与间苯二酚的质量比为0.5：(0.15～0.2)；

和/或，所述间苯二酚、乙二胺和甲醛的配比为(0.15～0.2)g:0.32ml:(0.225～0.3)ml；

和/或，所述致孔剂选自正硅酸四乙酯和溴化十六烷基三甲胺中的一种或两种；

和/或，所述致孔剂与SiO₂纳米球的体积质量比为(0.1～0.6)ml:0.5g；

和/或，所述氢氟酸的浓度为5wt％～15wt％；

和/或，所述水解反应的温度为25℃～45℃；

和/或，所述碳化的温度为300℃～400℃；

和/或，所述煅烧的温度为600℃～1000℃；

和/或，所述碳化在保护气氛中进行；

和/或，所述煅烧在保护气氛中进行。

8.如权利要求1～2任一项所述的复合材料作为药物载体、电极材料或吸附材料的用途。

9.一种电极，其特征在于，所述电极的集电器上涂覆有如权利要求1～2任一项所述的复合材料。

10.一种电容器，其特征在于，所述电容器含有如权利要求9所述的电极。