[发明专利]一种具有非对称结构的碳中空微球制备方法

摘要

本发明涉及一种具有非对称结构的碳中空微球制备方法，包括前驱体浆料配制、前驱体制备、碳化烧结三个步骤，利用非溶剂致相分离原理收集滴落的中空微球前驱体液滴，使得滴落液滴外表面瞬间相分离固化，有效避免液滴变形和再融合，得到碳中空微球前驱体。之后的前驱体进行室温干燥和碳化烧结处理，最终得到碳中空微球。与现有技术相比，本发明制备的碳中空微球球形度好，球体尺寸和孔隙率可控，无需消耗大量能源和酸碱试剂，工艺简单易于实现大批量工业化生产。

主权项

一种具有非对称结构的碳中空微球制备方法，其特征在于，采用以下步骤：(1)前驱体浆料配置：在溶剂中加入聚合物，充分搅拌溶解均匀后对获得的浆料进行除气，得到制备碳中空微球前驱体的浆料；(2)前驱体制备：浆料在料液罐中经过压缩气体推动进入同轴微流控系统喷头外层管形成连续状态流体；非溶剂通过压缩空气和蠕动泵控制供给量，通过同轴微流控系统喷头内层管形成间断性液滴使浆料在喷头出口处形成内表面瞬间固化，然后浆料重力克服浆料表面张力落入装满非溶剂的收集槽中，进行溶剂和非溶剂交换，引发相分离得到固化的碳中空微球前驱体；(3)烧结：将碳中空微球前驱体在空气环境下干燥24小时，放入真空炉或者惰性气氛炉中烧结，烧结温度800～1500℃，烧结时间为2～4小时，即得到碳中空微球；所述的聚合物为醋酸纤维素、聚砜、聚醚砜或聚偏氟乙烯中的任意一种，所述的溶剂为N‑甲基吡咯烷酮、丙酮、乙酰丙酮或二甲基乙酰胺中的任意一种，步骤(2)中所述的非溶剂选自去离子水、乙醇或丙二醇中一种或几种。