[发明专利]一种高度石墨化硼掺杂碳纳米胶囊及其制备方法

权利要求书

1.一种高度石墨化硼掺杂碳纳米胶囊的制备方法，其特征在于：所述硼掺杂碳纳米胶囊为三维中空的纳米胶囊网状结构，石墨化度为89-98%，比表面积为200-400m²/g，直径为50-75nm，孔体积为1-2cm³/g，硼掺杂量为1-3at%，所述的高度石墨化硼掺杂碳纳米胶囊的制备方法，步骤如下：

（1）水热处理

向埃洛石粉中加入糖类化合物与酒精和水的混合液体，然后置于超声波清洗器中进行超声处理，超声后进行搅拌处理，最后将搅拌后混合溶液转移至水热反应釜中进行水热处理，所述糖类化合物为葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖或淀粉，埃洛石粉与糖类化合物的质量比为1：（10-15），水和酒精体积比为1:1，酒精的质量分数为99.5%；所述超声处理时间为20-40min，搅拌时间为1-2h，水热处理温度为160-180℃，水热时间为6-8h；

（2）模板刻蚀

将步骤（1）中水热产物用水和酒精进行过滤清洗、之后真空干燥处理；干燥产物置于混合酸溶液中浸泡后过滤洗涤至滤液为中性，将所得产物置于真空干燥箱中进行干燥处理；

（3）高温石墨化处理

将步骤（2）中产物与硼源混合，在保护气气氛下进行高温石墨化处理，得到高度石墨化硼掺杂碳纳米胶囊，所述高温石墨化的温度为2000-2800℃，升温速率为20-50℃/min，保温时间为30-60min。

2.根据权利要求1所述的高度石墨化硼掺杂碳纳米胶囊的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中混合酸液为体积比为1：1的HF和H₂SO₄，混合酸液的质量浓度为10-25%。

3.根据权利要求1所述的高度石墨化硼掺杂碳纳米胶囊的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中浸泡时间为12-24h，真空干燥温度为50-60℃，干燥时间为24h。

4.根据权利要求1所述的高度石墨化硼掺杂碳纳米胶囊的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中产物与硼源的质量比为1：（1-4），硼源为硼酸、氧化硼、氟硼酸铵或硼砂中的任意一种，保护气为氮气、氩气、氦气中的任意一种，气体流量为200-300sccm。

5.权利要求1所述制备方法制得的高度石墨化硼掺杂碳纳米胶囊在重金属废水吸附、药物输送、锂离子电池、锂硫电池、高效散热以及超级电容器中的应用。