[发明专利]一种纳米级碳材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米级碳材料的制备方法，涉及纳米碳材料制备技术领域。该纳米级碳材料的制备方法，包括以下份数的原料：碳氢化合物10‑50份、含氧元素化合物10‑50份和过度金属1‑3份，包括原料稀释、溶液混合、原料结晶、研磨成粉、高温反应、取出浸泡、烘干和研磨八个步骤。该纳米级碳材料的制备方法，在制备的过程中，不需要添加任何催化剂，从而防止催化剂中的杂质影响纳米级碳材料的成品质量和性能，增加了制备出的纳米级碳材料稳定性，使原料混合更加均匀，并且混合后利用结晶的方法，将原料析出，得到更加纯净的原料，可以有效的减小原料之间的分子间隙，使混合更加均匀同时原料更加精纯，增加纳米级碳材料的成品质量。

技术领域

本发明涉及纳米碳材料制备技术领域，具体为一种纳米级碳材料的制备方法。

背景技术

纳米碳材料是指分散相尺度至少有一维小于100nm的碳材料，纳米碳材料主要包括三种类型碳纳米管、碳纳米纤维和纳米碳球，而传统的纳米级碳材料在制备的过程中，部分的纳米级碳材料的制备存在大多都需要催化剂，催化剂中含有杂质，影响了纳米级碳材料成品质量和性能，并且在制备过程中需要控制反应温度，进而对制备的设备要求较高，因此大大增加了制备的成本，且制备时效率低，不适合大量的生产，不能满足市场对纳米级碳材料的需求，因此不便于推广和使用。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种纳米级碳材料的制备方法，制备出纳米级碳材料具有的稳定性好、无催化剂中的杂质和降低制备成本的优点，以解决上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纳米级碳材料的制备方法，包括以下份数的原料：碳氢化合物10-50份、含氧元素化合物10-50份和过度金属1-3份，其制备方法包括以下步骤：

S1、原料稀释：先将相应份数的碳氢化合物投入含有水的容器中，然后对其进行搅拌，并控制温度在20-30摄氏度，直至溶液饱和时，停止加入碳氢化合物，再将相应份数的含氧元素化合物投入含有水的容器，然后对其进行搅拌，并控制温度在20-30摄氏度，直至溶液饱和时，停止加入含氧元素化合物；

S2、溶液混合：准备一个洁净的容器，将两组稀释后的原料溶液倒入，然后将对混合溶液进行搅拌，搅拌时控制温度在20-30摄氏度，搅拌时间为5-10分钟，使两种溶液均匀混合后备用；

S3、原料结晶：将混合好的原理溶液先对其进行加热，控制加热的温度为80-100摄氏度，加热时间为5-10分钟，将水蒸发一半后，然后降温，伴随温度降低，原料溶解度下降，溶液达到过饱和状态，进而析出晶体，将析出的晶体进行过滤，从而得到产物；

S4、研磨成粉：将S3得到的晶体放入烘干箱，设置烘干箱温度80-100摄氏度，烘干5-10分钟，去除原料中的水分，然后取出冷却1-2小时，再将烘干后的原料放入研磨机中将其制成粉末状；

S5、高温反应：先将过度金属放入刚玉舟上，然后将其放入马弗炉中，然后将S4中研磨后的原料粉末用保护气吹入马弗炉中，然后控制马弗炉的温度为300-700摄氏度，让其反应0.5-1小时；

S6、取出浸泡：反应结束后，将过度金属拿出，然后准备一个容器，倒入蒸馏水，将取出的过度金属放入浸泡池，浸泡过程中对其浸泡液进行搅拌，每隔10-15分钟搅拌一次，控制搅拌时的温度为20-30摄氏度，然后将过度金属取出；

S7、烘干：打开烘干箱，然后将S6中的得到的产物溶液放入烘干箱，并设置烘干箱的温度为80-100摄氏度，烘干1-2小时，得到烘干产物；

S8、研磨：将S7中得到的烘干产物放入研磨机中，将研磨机转速调升至300-500r/min，研磨时间为10-20分钟，得到粉状纳米级碳材料。