[发明专利]一种大尺寸碳球的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳球的制备方法，尤其是涉及一种微米级碳球的制备方法。

背景技术

随着纳米碳管、富勒烯和石墨烯等碳材料的发现，人们认识到认识到碳材料在人类文明发展中的重要性。碳材料具有高的化学稳定性、良好的高温耐热性能，在生物领域和电子领域中有着广泛应用前景，也引起了人们的极大重视。其中，球状碳材料(碳球)也被用作药物、催化剂载体材料、生物质分离材料、药物缓释材料等。

碳球材料的制备方法有很多，如化学气相沉积(CVD)、热解、电弧法及糖类脱水法等。CVD和电弧法所需设备昂贵，操作复杂；热解法不仅需要高温设备，还需要气氛保护。而糖类脱水法，所需原料简单、反应条件温和(＜300℃)，适于大规模生产。

糖类脱水法，就是将糖溶液放入水热釜中，在一定温度下反应一段时间，使糖脱水，最终形成碳球。这种方法所得到的碳球尺寸一般都在纳米和亚微米级，粒径较小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种微米级碳球的制备方法；该方法通过加入锌盐，可以得到微米级的碳球，直径尺寸在5-10μm之间，并且通过调节葡萄糖浓度和锌盐浓度可以有效控制碳球尺寸；同时，该方法设备投入小、工艺简单、成本低，适于大规模工业化生产。

为解决上述技术问题，本发明一种微米级碳球的制备方法，包括如下步骤：

(1)将葡萄糖溶入锌盐水溶液中，得混合液；所述混合液中的葡萄糖浓度为2.5-10g/L，所述混合液中的锌离子浓度为0.005-0.1mol/L；

(2)将上述混合液装入反应釜中，在140-250℃下保温180-600min，冷却至室温；

(3)将产物取出，经常规洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得碳球产品。

进一步地，所述锌盐是硝酸锌、硫酸锌、醋酸锌、草酸锌中的一种或一种以上任意比例的混合物。

本发明具有如下有益效果：

(1)可以通过调节葡萄糖浓度和锌盐浓度来控制碳球尺寸大在5-10μm之间；

(2)所需设备简单、生产工艺简单且成本低。

附图说明

图1是实例1所制备碳球的扫描电镜(SEM)照片。

具体实施方式

为了显示本发明的实质性特点和显著进步，用下列非限定性实施例进一步说明实施方式及效果。

实施例1

一种微米级碳球的制备方法，包括如下步骤：

(1)将葡萄糖溶入硝酸锌水溶液中，得混合液；所述混合液中的葡萄糖浓度为2.5g/L，所述混合液中的锌离子浓度为0.005mol/L；

(2)将上述混合液装入反应釜中，在140℃下保温180min，冷却至室温；

(3)将产物取出，经常规洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得碳球产品。

经扫描电子显微镜表征，碳球的直径尺寸为5.0-9.2μm。

实施例2

一种微米级碳球的制备方法，包括如下步骤：

(1)将葡萄糖溶入硫酸锌水溶液中，得混合液；所述混合液中的葡萄糖浓度为4g/L，所述混合液中的锌离子浓度为0.006mol/L；

(2)将上述混合液装入反应釜中，在165℃下保温300min，冷却至室温；

(3)将产物取出，经常规洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得碳球产品。

经扫描电子显微镜表征，碳球的直径尺寸为7.0-9.4μm。

实施例3

一种微米级碳球的制备方法，包括如下步骤：

(1)将葡萄糖溶入醋酸锌水溶液中，得混合液；所述混合液中的葡萄糖浓度为6g/L，所述混合液中的锌离子浓度为0.007mol/L；

(2)将上述混合液装入反应釜中，在190℃下保温400min，冷却至室温；

(3)将产物取出，经常规洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得碳球产品。

经扫描电子显微镜表征，碳球的直径尺寸为5.2-7.1μm。

实施例4

一种微米级碳球的制备方法，包括如下步骤：

(1)将葡萄糖溶入草酸锌水溶液中，得混合液；所述混合液中的葡萄糖浓度为7g/L，所述混合液中的锌离子浓度为0.008mol/L；

(2)将上述混合液装入反应釜中，在215℃下保温500min，冷却至室温；

(3)将产物取出，经常规洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得碳球产品。

经扫描电子显微镜表征，碳球的直径尺寸为5.2-6.5μm。

实施例5

一种微米级碳球的制备方法，包括如下步骤：