[发明专利]一种长效磁性介孔碳的制备方法

说明书

本发明公开了一种长效磁性介孔碳的制备方法，属于多孔材料制备技术领域。将改性二氧化硅与水按质量比1：5～1：10混合，并加入改性二氧化硅质量0.2～0.3倍的浓硫酸混合物，搅拌反应后，旋蒸浓缩，加热，得浓缩物，将浓缩物与水按质量比1：3～1：6混合，并加入浓缩物质量0.2～0.3倍的浓硫酸混合物，搅拌反应后，旋蒸浓缩，得预处理浓缩物，将预处理浓缩物煅烧，得长效磁性介孔碳坯料，将长效磁性介孔碳坯料坯料与氢氧化钠溶液按质量比1：10～1：15混合，搅拌反应后，过滤，洗涤，干燥，得长效磁性介孔碳。本发明技术方案制备的长效磁性介孔碳具有优异的磁性且具有长效性的特点，在多孔材料技术行业的发展中具有广阔的前景。

技术领域

本发明公开了一种长效磁性介孔碳的制备方法，属于多孔材料制备技术领域。

背景技术

介孔碳是一类新型的非硅基介孔材料，2nm<孔径<50nm,具有巨大的比表面积（可高达2500m2/g）和孔体积（可高达2.25cm3/g），非常有望在催化剂载体、储氢材料、电极材料等方面得到重要应用，因此受到人们的高度重视。此外介孔材料制得的双电层电容材料的电荷储量高于金属氧化物粒子组装后的电容量，更远高于市售的金属氧化物双电层电容器。与纯介孔硅材料相比，介孔碳材料表现出特殊的性质，有高的比表面积，高孔隙率；孔径尺寸在一定范围内可调；介孔形状多样，孔壁组成、结构和性质可调；通过优化合成条件可以得到高热稳定性和水热稳定性；合成简单、易操作、无生理毒性。它的诱人之处还在于其在燃料电池，分子筛，吸附，催化反应，电化学等领域的潜在应用价值。近年来，介孔材料科学已经成为跨化学、物理、材料、生物等学科交叉的热点研究领域之一，更成为材料科学发展的一个重要里程碑。

另外，本材料具有有序中孔孔道结构，孔径尺寸在3-10nm范围内精确可调，比表面积在500-1500m²/g范围之内。孔容在0.7-1.5cc/g之间。中孔炭材料具有较高的比表面积和孔容以及良好的导电性、生物相容性和耐腐蚀性等特点,在电化学电极材料、催化剂载体、色谱柱吸附剂、蛋白质分离等领域有巨大应用前景。多孔材料具有较大的比表面积和独特的孔结构，广泛应用于吸附分离、催化、传感和储能等领域。将多孔材料从微孔扩展到介孔，且在微孔材料（如沸石）与大孔材料（如活性炭）之间架起了一座桥梁。介孔材料具有均一可调控的介孔孔径、易于修饰的内表面、稳定且易于掺杂的骨架，以及高比表面积和孔容等特性。但是其仍然存在一些缺点，例如，水热稳定性较差，骨架中晶格缺陷少、缺少Ｂ酸和Ｌ酸中心，使其催化活性较低等。另外，由于其较小的纳米颗粒尺寸，将其从液相体系中分离出来比较困难，不利于回收利用，限制了介孔材料的应用。因此需要对介孔材料进行改性，以提高其水热稳定性或催化活性。介孔碳是近年来发现的一类新型非硅介孔材料，它是由有序介孔材料为模板制备的结构复制品。

目前介孔碳材料以其特有的性质与结构为介孔材料的研究和应用开辟了新的领域，受到人们的广泛关注。但是在实际的环境应用中，介孔碳成分单一且具有相当的化学惰性，需要对其进行修饰以扩大其应用范围。另外，介孔碳材料纳米粒子难以回收，这大大增加了使用成本．如果能在介孔碳材料内部加入磁性粒子，那么利用外加磁场就可以简便高效地对液相体系中的介孔碳材料进行分离，进而回收材料，极大地提高材料的实用价值。

目前传统的长效磁性介孔碳磁性且长效性无法进一步提高的问题，以求探索研制出具有良好综合性能的长效磁性介孔碳是待解决的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统的长效磁性介孔碳磁性且长效性无法进一步提升的问题，提供了一种长效磁性介孔碳的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种长效磁性介孔碳的制备方法，具体制备步骤为：

（1）将十六烷基三甲基溴化铵与水按质量比1：15～1：18，并加入十六烷基三甲基溴化铵质量2～3倍5～7倍的氨水，十六烷基三甲基溴化铵质量2～3倍的正硅酸乙酯混合液，搅拌反应后，过滤，煅烧，得多孔二氧化硅；