[发明专利]一种石墨烯包覆硅或其氧化物的核壳结构及其制备方法

摘要

一种石墨烯包覆硅或其氧化物的核壳结构及其制备方法，该核壳结构是以硅或其氧化物为核、石墨烯为壳的亚/微米颗粒，粒径尺寸为0.05‑15μm，石墨烯层数为5‑30层，石墨烯的重量占核壳结构颗粒总重量的1‑8wt％之间，且该核壳结构的比表面积等于或小于原始硅或其氧化物颗粒的比表面积。本发明利用喷雾造粒、流化床、振动筛、气流粉碎等设备，完成硅或其氧化物颗粒的二级结构组装、石墨烯壳层生长以及二级结构自主破碎的工艺过程，最终得到满足上述要求的核壳结构产物。由于得到的核壳复合结构不仅具有硅或其氧化物的性质，同时也具有石墨烯的一些特性，因此其在电化学行业具有广泛的应用前景。同时，流化床反应器能够实现连续生产，整个工艺可实现工业化。

主权项

一种石墨烯包覆硅或其氧化物的核壳结构的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1)在常温下，将含碳粘合剂溶于去离子水中，持续搅拌并缓慢升温至50～100℃，保持恒温1～6小时，得到粘性液体；2)将粒径为0.1～10μm的硅或其氧化物颗粒加入到步骤1)所制备的粘性液体中，搅拌得到固含量为30～60wt％悬浊液浆料；3)将步骤2)得到的浆料进行喷雾造粒，得到粒径分布在50～300μm之间的多孔球形颗粒，即二级结构颗粒；4)将步骤3)得到的二级结构颗粒填充到流化床中，在惰性气氛中加热至反应温度700～1000℃，然后通入碳源，惰性气体和碳源的总空速为500～900h‑1，保持碳源与惰性气体的体积比在0.5～2之间，进行化学气相沉积，反应时间为20～60min，即得到石墨烯包覆的硅或其氧化物核壳结构。