[发明专利]一种碗状氮掺杂碳中空粒子的制备方法及应用

权利要求书

1.一种碗状氮掺杂碳中空粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，向溶解了两亲的PS-b-PEO嵌段共聚物的二氧六环溶液中加入去离子水，所述PS-b-PEO嵌段共聚物在所述二氧六环溶液中自组装形成囊泡，当加入的去离子水量达到溶液总质量的50％时，迅速加入超过10倍于之前加入的去离子水的水量，使所述PS-b-PEO嵌段共聚物在所述二氧六环溶液中自组装形成的囊泡塌陷，得到碗状囊泡，即Kippah囊泡；其中所述溶液总质量指的是即PS-b-PEO嵌段共聚物+二氧六环溶液+去离子水的总质量；

步骤二，以步骤一得到的Kippah囊泡为模板支撑多巴胺在PEO链段上聚合，得到碗状聚多巴胺@Kippah囊泡粒子；步骤二中，取10-20mg多巴胺加入步骤一得到的含有Kippah囊泡的溶液中，得到的混合物在室温下温和地搅拌1～2h，然后加入20mg三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，室温下搅拌反应48h使多巴胺聚合，聚合后得到的产物经过4-5次水洗离心，并经过冷冻干燥12～24h后得到碗状聚多巴胺@Kippah囊泡粒子；

步骤三，将步骤二得到的碗状聚多巴胺@Kippah囊泡粒子在氮气流下经过两步煅烧，得到碗状氮掺杂碳中空粒子。

2.根据权利要求1所述的碗状氮掺杂碳中空粒子的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述PS-b-PEO嵌段共聚物的质量为10～20mg，所述二氧六环溶液的体积为1-4mL。

3.根据权利要求2所述的碗状氮掺杂碳中空粒子的制备方法，其特征在于，所述二氧六环溶液的体积为1mL。

4.根据权利要求1所述的碗状氮掺杂碳中空粒子的制备方法，其特征在于，步骤一中的所述PS-b-PEO嵌段共聚物为PS₃₇₀-B-PEO₁₁₄。

5.根据权利要求1所述的碗状氮掺杂碳中空粒子的制备方法，其特征在于，步骤三中，两步煅烧包括第一煅烧和第二煅烧，且先进行第一煅烧再进行第二煅烧；其中，所述第一煅烧为300～500℃下煅烧3h，所述第二煅烧为800～1000℃下煅烧2h。

6.根据权利要求5所述的碗状氮掺杂碳中空粒子的制备方法，其特征在于，所述第一煅烧为400℃下煅烧3h，所述第二煅烧为900℃下煅烧2h。

7.根据权利要求1所述的碗状氮掺杂碳中空粒子的制备方法，其特征在于，步骤二中，取20mg多巴胺加入步骤一得到的含有Kippah囊泡的溶液中，得到的混合物在室温下温和地搅拌1h，然后加入20mg三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，室温下搅拌反应48h使多巴胺聚合，聚合后得到的产物经过5次水洗离心，并经过冷冻干燥12h后得到碗状聚多巴胺@Kippah囊泡粒子。

8.根据权利要求1所述的碗状氮掺杂碳中空粒子的制备方法，其特征在于，步骤三中，将步骤二得到的碗状聚多巴胺@Kippah囊泡粒子转移到石英舟中，在管式炉中煅烧，并在氮气流下先400℃下煅烧3h，再900℃下煅烧2h，煅烧后自然冷却到室温，得到碗状氮掺杂碳中空粒子。