[发明专利]炭基复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及材料领域，具体公开了一种炭基复合材料及其制备方法和应用，所述炭基复合材料包括以下的原料：硫脲、硝酸钴、非离子表面活性剂、乙二胺、甲醛溶液、多巴胺以及适量的刻蚀剂；其中，所述刻蚀剂是氟化氢水溶液和/或氟化氢铵水溶液。本发明实施例提供的炭基复合材料通过利用刻蚀剂从含有混合金属颗粒组分里选择性刻蚀钴单质，可以合成单一的金属颗粒的多孔碳复合材料，所得的炭基复合材料在电催化、药物载体、染料吸附等领域具有潜在的实际应用前景。而提供的制备方法工艺简单，稳定性高，解决了现有炭基金属复合材料在制备时存在易混合金属颗粒，需要进行复杂的纯化工艺处理的问题，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体是一种炭基复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着科技的不断发展，纳米材料制备技术也在不断进步。其中，多孔碳作为基底具有大比表面积、高孔隙率、耐酸碱性以及强的客体-基地作用等特点，可以有效分散客体、充分暴露活性位和进行快速的物质传输，在电催化、药物载体、染料吸附等领域受到广泛研究。

然而，在制备炭基金属颗粒的复合材料时，往往会得到混合金属颗粒，使得研究各组分作用基础研究变得复杂。目前，因此，设计一种通过简单处理方法选择性刻蚀得到单一金属组分的多孔碳复合材料的工艺，解决现有技术中制备炭基介孔材料后需要复杂的纯化步骤，存在工艺复杂的问题，成为目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种炭基复合材料，以解决上述背景技术中提出的现有炭基金属复合材料在制备时存在易混合金属颗粒，需要进行复杂的纯化工艺处理的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种炭基复合材料，按照重量份包括以下的原料：硫脲0.2-0.8份、硝酸钴0.1-0.3份、非离子表面活性剂0.1-0.5份、乙二胺0.2-0.5份、甲醛溶液0.8-1份、多巴胺0.1-0.3份以及适量的刻蚀剂；其中，所述刻蚀剂是氟化氢水溶液和/或氟化氢铵水溶液。

作为本发明进一步的方案：所述炭基复合材料按照重量份包括以下的原料：硫脲0.3-0.6份、硝酸钴0.15-0.25份、非离子表面活性剂0.2-0.4份、乙二胺0.3-0.4份、甲醛溶液0.85-0.95份、多巴胺0.15-0.25份以及适量的刻蚀剂；其中，所述刻蚀剂是氟化氢水溶液和/或氟化氢铵水溶液。

作为本发明再进一步的方案：所述甲醛溶液中甲醛的质量分数是30-40％，对应的溶剂是水。

作为本发明再进一步的方案：所述氟化氢水溶液的浓度是0.5-2mol/L，所述氟化氢铵水溶液的浓度是2-6mol/L。

优选的，所述炭基复合材料按照重量份包括以下的原料：硫脲0.5份、硝酸钴0.2份、非离子表面活性剂0.4份、乙二胺0.36份、甲醛溶液0.948 份、多巴胺0.2份以及适量的刻蚀剂；其中，所述刻蚀剂是氟化氢水溶液和/ 或氟化氢铵水溶液；其中，所述甲醛溶液中甲醛的质量分数是38％。

作为本发明再进一步的方案：所述非离子表面活性剂可以是选自聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型、聚醚型、氧化胺型等中的任意一种，例如，可以是聚氧乙烯型，具体可以采用聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物、长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚等，也可以是多元醇型、烷醇酰胺型、聚醚型、氧化胺型等现有产品。具体根据需求进行选择，这里并不作限定。

优选的，所述非离子表面活性剂是高分子非离子表面活性剂，具体是聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物，例如，可以采用巴斯夫股份公司生产的型号为F127的产品，也叫泊洛沙姆(Poloxamer)，为聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物，商品名为普兰尼克(Pluronic)，这是一类新型的高分子非离子表面活性剂。

本发明实施例的另一目的在于提供一种炭基复合材料的制备方法，所述的炭基复合材料的制备方法，包括以下步骤：