[发明专利]一种中空碳纳米球及其制备方法

权利要求书

1.一种中空碳纳米球，所述中空碳纳米球的外径为20-100纳米，球壳厚度为0.4-3.2纳米，比表面积为600-900米²/克，所述比表面积采用GB/T5816-1995标准方法进行测定。

2.根据权利要求1所述的中空碳纳米球，其中，所述中空碳纳米球的球壳厚度为1-2纳米。

3.根据权利要求1所述的中空碳纳米球，其中，以原子的个数计并以所述中空碳纳米球中原子总个数为基准，所述中空碳纳米球中硫原子的原子分数为2.0-4.0％，氮原子的原子分数为2.0-3.0％。

4.一种权利要求1-3中任意一项所述的中空碳纳米球的制备方法，该方法包括：

a、将渣油和球形纳米氧化镁颗粒分散在有机溶剂中，得到悬浮液；其中，所述球形纳米氧化镁颗粒的粒径为20-100纳米；

b、将步骤a中所得悬浮液中的有机溶剂去除，得到含有渣油和球形纳米氧化镁颗粒的固液混合物；

c、将步骤b中所得固液混合物在保护气氛下进行碳化处理以使渣油碳化，得到固体产物；

d、将步骤c中所得固体产物在酸溶液中进行酸洗处理以去除球形纳米氧化镁颗粒，得到中空碳纳米球；

所述渣油为选自常压渣油、减压渣油、深拔蜡油、轻脱沥青油和焦化蜡油中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的制备方法，在步骤a中，所述渣油、有机溶剂和球形纳米氧化镁颗粒的重量比为1：(10-80)：(1-10)。

6.根据权利要求4所述的制备方法，在步骤a中，所述渣油、有机溶剂和球形纳米氧化镁颗粒的重量比为1：(20-50)：(2-5)。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述有机溶剂为选自甲苯、乙苯、苯和石油醚中的至少一种。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其中，步骤b中去除所述有机溶剂的步骤包括：将悬浮液在80-150℃下进行油浴处理8-14小时。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其中，步骤c中所述碳化处理的条件包括：所述碳化处理的温度为500-900℃，所述碳化处理的时间为1-3小时，所述保护气氛为选自氮气、氩气、氦气和氖气中的至少一种。

10.根据权利要求4或9所述的制备方法，该方法还包括：将步骤b中所得固液混合物在保护气氛下进行热处理后再进行所述碳化处理；其中，所述热处理的温度为200-500℃，时间为0.5-3小时。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其中，所述热处理的升温速度为100-500℃/小时，所述碳化处理的升温速度为100-300℃/小时。

12.根据权利要求4所述的制备方法，其中，步骤d中所述酸溶液为硝酸溶液。

13.根据权利要求4所述的制备方法，其中，步骤d中所述酸洗处理的条件包括：所述酸溶液为2-5摩尔/升的硝酸溶液，酸洗处理的时间为1-4小时，所述固体产物的重量与所述硝酸溶液的体积的比例为2-10克：1升。

14.根据权利要求4所述的制备方法，所述制备方法还包括：将所述固体产物进行所述酸洗处理之后进行洗涤和干燥，得到所述中空碳纳米球。