[发明专利]一种碳包Fe3O4复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种利用微反应器耦合喷雾热解反应器连续地制备碳包Fe₃O₄复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将水溶性铁盐和水溶性亚铁盐溶解于去离子水中得到溶液1；将水溶性碱和水溶性含碳化合物溶解于相同体积的去离子水中得到溶液2；

(2)将步骤(1)中得到的溶液1和溶液2分别采用物料泵通过微反应器的两个不同入口连续地输入到微反应器中，在其中进行反应生成Fe₃O₄的同时，反应混合物连续地从微反应器的出口输出，通过连接管路进入喷雾热解反应器中，在连续地通入惰性载气的条件下加热反应生成碳包Fe₃O₄复合材料；

(3)将步骤(2)中得到的碳包Fe₃O₄复合材料在惰性载气作用下从喷雾热解反应器的出口输出，通过连接管路进入收集器中。

2.如权利要求1所述的方法，其中，水溶性铁盐和水溶性亚铁盐独立地选自由硝酸盐、氯化盐、硫酸盐、醋酸盐和其组合所组成的组，溶液1中水溶性铁盐的浓度为0.025-1.5mol/L，水溶性亚铁盐的浓度为0.0125-0.75mol/L，铁离子和亚铁离子的物质的量的比约为2:1。

3.如权利要求1-2所述的方法，其中，水溶性含碳化合物选自由淀粉、蔗糖、纤维素、葡萄糖、壳聚糖、麦芽糖、它们的衍生物和前述物质的组合所组成的组，溶液2中水溶性含碳化合物的浓度为0.5-18mol/L，优选为3.0-6.0mol/L。

4.如权利要求1-3所述的方法，其中，水溶性碱选自由氢氧化钠、氢氧化钾、氨水和其组合所组成的组，溶液2中水溶性碱的浓度为0.1-6.0mol/L，优选为0.5-2.0mol/L。

5.如权利要求1-4所述的方法，其中，溶液1中的铁离子、亚铁离子与溶液2中的OH^-、含碳化合物的物质的量的比约为0.25:0.125:1:0.6-12，优选约为0.25:0.125:1:3-6。

6.如权利要求1-5所述的方法，其中，溶液1和溶液2输入到微反应器中的流量为1-100ml/min，优选为5-50ml/min。

7.如权利要求1-6所述的方法，其中，惰性载气选自由氮气、氩气及其组合所组成的组，惰性载气通入喷雾热解反应器的流速为0.5-10L/min，优选为1-6L/min。

8.如权利要求1-7所述的方法，其中，喷雾热解反应器中的加热温度为300-1300℃，优选为500-1000℃。

9.如权利要求1-8的方法制备得到的碳包Fe₃O₄复合材料。

10.如权利要求9所述的碳包Fe₃O₄复合材料，其中，Fe₃O₄被均匀分散地包覆在碳中，平均粒径为9-11nm，99％以上的粒径分布在6-14nm，80％以上的粒径分布在8-12nm。