[发明专利]大量制备高品质空心碳纳米笼的方法

权利要求书

1、一种大量制备高品质空心碳纳米笼的方法，其特征是步骤包括：

1)制备实心碳纳米笼：

取碱式碳酸镁或碳酸镁加入到反应管中，均匀铺散，放入管式炉中；然后抽出空气充入惰性气体，鼓泡法引入挥发性C源蒸汽，在10-500sccm惰性气体氛围的保护下，反应温度逐渐升温到670℃～900℃，反应5～240分钟；所述挥发性C源蒸汽经惰性气体气流带入管式炉反应区，在原位生成的氧化镁纳米粒子表面碳化并包裹，形成MgO@C结构；

上述反应结束后在惰性气体的保护下，反应管内温度降至室温；

2)制备空心碳纳米笼：

从反应管中收集粉末，置于足量的0.1～10mol/L的盐酸或硫酸中浸泡5～720分钟，去除MgO的内核，过滤，用去离子水洗涤至中性，烘干，得到空心碳纳米笼。

2、根据权利要求1所述的大量制备高品质空心碳纳米笼的方法，其特征是步骤1)中，反应管置于管式炉的中央区。

3、根据权利要求1所述的大量制备高品质空心碳纳米笼的方法，其特征是步骤1)中，C源蒸气与惰性气体的摩尔比范围为0.01-5。

4、根据权利要求1所述的大量制备高品质空心碳纳米笼的方法，其特征是步骤1)中，惰性气体的最佳质量流量为50-100sccm；最佳反应时间为30-60分钟，惰性气体的最佳选择是氩气或氮气。

5、根据权利要求1所述的大量制备高品质空心碳纳米笼的方法，其特征是步骤1)中，反应温度的升温速率是每分钟5-50℃。

6、根据权利要求1所述的大量制备高品质空心碳纳米笼的方法，其特征是步骤1)中，C源包括苯、甲烷、乙炔或乙醇。

7、根据权利要求1所述的大量制备高品质空心碳纳米笼的方法，其特征是步骤1)中，所述管式炉是控温管式炉。

8、根据权利要求1所述的大量制备高品质空心碳纳米笼的方法，其特征是步骤1)中，反应管是石英管、刚玉管、陶瓷管或不锈钢管。

9、根据权利要求1所述的大量制备高品质空心碳纳米笼的方法，其特征是步骤2)后，还包括步骤3)回收镁盐滤液：步骤2)中的MgO盐酸或硫酸反应得到的镁盐滤液进行回收。