[发明专利]硼掺杂中空碳球的制备及在直接甲醇燃料电池阴极中的应用

权利要求书

1.一种硼掺杂中空碳球的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)合成二氧化硅核种子；

2)在二氧化硅核种子中加入间苯二酚、硼源、甲醛，搅拌下反应后转移至反应釜中水热反应，待冷却后进行离心、水洗、醇洗、干燥，制得硼掺杂的碳球；

3)将得到的硼掺杂的碳球置于管式炉中，在氮气保护下，高温煅烧；

4)将步骤3)得到的产物用氢氟酸刻蚀，后进行离心、水洗、醇洗、干燥得到硼掺杂的中空碳球。

2.如权利要求1所述硼掺杂中空碳球的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的合成二氧化硅种子具体包括以下步骤：

1)将二次蒸馏水、氨水、乙醇搅拌均匀，得到混合液A，

2)将正硅酸乙酯分散在无水乙醇溶液中，得到混合液B，

3)迅速将步骤2)得到的混合液B加入到步骤1)得到的混合液A中，搅拌均匀。

3.如权利要求1所述硼掺杂碳球的制备方法，其特征在于：步骤2)中，硼源为对羟基苯硼酸，间苯二酚与对羟基苯硼酸单体的质量比为1.5:1～4:1，间苯二酚与甲醛质量比为1：1.4。

4.如权利要求1所述硼掺杂碳球的制备方法，其特征在于：步骤2)中，间苯二酚、对羟基苯硼酸分别溶于二次蒸馏水中，再依次加入溶液中，搅拌1～3min后，再缓慢滴加甲醛溶液，搅拌反应时间为12～24h，反应温度为25～30℃。

5.如权利要求1所述硼掺杂碳球的制备方法，其特征在于：步骤2)中，水热反应温度为100℃，反应时间为12～24h。

6.如权利要求1所述硼掺杂碳球的制备方法，其特征在于：步骤2)中，离心时，转速为8000rpm～10000rpm，时间为5～10min，二次蒸馏水、乙醇洗涤数次，干燥温度为60℃～70℃，干燥时间为20～24h。

7.如权利要求1所述硼掺杂碳球的制备方法，其特征在于：步骤3)中，产物高温煅烧温度为700～900℃，时间为2～4h。

8.如权利要求1所述硼掺杂中空碳球的制备方法，其特征在于：步骤4)中，所述氢氟酸浓度为9％～10％，刻蚀时间为24～36h。

9.如权利要求1所述硼掺杂中空碳球的制备方法，其特征在于：步骤4)中，离心转速为10000～13000rpm，时间为5～10min，二次蒸馏水、乙醇洗涤数次，干燥温度为60～80℃，干燥时间为12～24h。

10.一种如权利要求1所述方法制备的硼掺杂中空碳球应用于直接甲醇燃料电池阴极中。