[发明专利]一种石墨烯夹层的表面微孔碳空心球的制备方法及其产品

摘要

本发明公开了一种石墨烯夹层的表面微孔碳空心球的制备方法，包括石墨烯覆盖的碳层二氧化硅球、石墨烯夹层的二氧化硅球、石墨烯夹层的碳空心球以及它的表面微孔化处理等步骤。所述石墨烯覆盖的碳空心球采用二氧化硅微球为模板、多巴胺为碳源、表面吸附石墨烯，经高温热解和氢氟酸除去模板而成；所述石墨烯夹层的碳空心球采用石墨烯覆盖的碳空心球为模板、葡萄糖为碳源，经水热反应而成；所述微孔化化处理采用在高温下，二氧化碳气体与石墨烯夹层的碳空心球表面反应而成。本发明制备方法制备的碳空心球结构稳定，空心结构不容易遭到破坏；此外，它的导电性高，表面微孔结构能保证物质在内外之间自由交换。

主权项

一种石墨烯夹层的表面微孔碳空心球的制备方法，其特征是包括以下步骤：（1）制备石墨烯(RG)覆盖的碳层二氧化硅球（SiO2@C@RG）；（2）石墨烯夹层的二氧化硅球的制备：往该葡萄糖溶液中加入二氧化硅球（SiO2@C@RG）颗粒，缓慢搅拌，然后加热到180oC并保温一定时间，然后自然冷却至室温并沉淀充分，随后将反应混合物过滤，水洗至中性，所得黑色固体在40℃下真空干燥；最后再将黑色固体在N2气氛下、以5 °C min‑1的升温速度加热到850℃并保温一定时间，得到石墨烯夹层的二氧化硅球（SiO2@C@RG@C）；所述葡萄糖在水中的浓度为5 ～ 20 wt%；SiO2@C@RG颗粒与葡萄糖的质量比1：（20～50）；（3）石墨烯夹层的碳空心球的制备：将上述二氧化硅球SiO2@C@RG@C颗粒放入由2.0 mol L‑1 HF + 8.0 mol L‑1 NH4F组成的混合溶液中，缓慢搅拌均匀，最后将固体物质离心分离，用水洗至中性，得到石墨烯夹层的碳空心球（HCS@RG@C）；所述SiO2@C@RG@C颗粒与2.0 mol L‑1 HF + 8.0 mol L‑1 NH4F混合溶液的固液比为1 mg ：0.2 mL；（4）表面微孔化处理：将所得的碳空心球（HCS@RG@C）颗粒在CO2气氛中、以4℃ min‑1的升温速率，从室温加热到800℃并保温一定时间，随后自然冷却至室温，停止通CO2，得到石墨烯夹层的表面微孔碳空心球。