[发明专利]一种壳层间距及壳厚可调节的中空碳碗及其制备方法

权利要求书

1.一种壳层间距及壳厚可调节的中空碳碗的制备方法，其特征在于：所述碳碗为双壳层碗状结构，内部中空，碳碗内层为部分石墨化的普通碳层，外层为N原子掺杂的部分石墨化的碳层；其制备过程包括下述步骤：

①软核/硬壳聚苯乙烯微球的制备：取2-7mL苯乙烯，将其与140mL去离子水混合，通入高纯氮气搅拌30min，加热至70℃，然后加入10mL含0.08-0.32g过硫酸钾的去离子水溶液作为引发剂，在70℃下搅拌3-6小时，在上述体系中加入1-2mL的交联剂二乙烯基苯，反应24h，获得直径为230-550nm的软核/硬壳聚苯乙烯微球；②聚苯乙烯碗的制备：取0.3g步骤①中制备的聚苯乙烯微球超声分散于50mL质量分数为10wt%的六水氯化铁的二乙氧基甲烷溶液中，40℃下搅拌4h，得到聚苯乙烯碗；③聚苯乙烯/二氧化钛复合碗的制备：取0.1g步骤②中制备的聚苯乙烯碗超声分散于30mL乙醇中，接着向上述溶液中加入0.1-0.6mL钛酸四丁酯，搅拌12h，然后再滴加15mL去离子水并继续搅拌12h后得到聚苯乙烯/二氧化钛复合碗；④聚苯乙烯/二氧化钛/聚多巴胺复合碗的制备：取0.1g步骤③中制备聚苯乙烯/二氧化钛复合碗超声分散于80mL体积比为乙醇∶水=1∶3的混合溶剂中，加入0.02-0.2g三羟基氨基甲烷和0.06-0.6g多巴胺，常温下混合搅拌24h，多巴胺在聚苯乙烯/二氧化钛复合碗表面聚合，得到聚苯乙烯/二氧化钛/聚多巴胺复合碗；⑤壳层间距及壳厚可调节的中空碳碗的制备：将步骤④中制备的聚苯乙烯/二氧化钛/聚多巴胺复合碗在氮气气氛下碳化并刻蚀后，得到壳层间距及壳厚可调节的中空碳碗。

2.根据权利要求1所述的壳层间距及壳厚可调节的中空碳碗的制备方法，其特征在于：所述碳碗的内壳层碗口外径在160-500nm之间进行调节。

3.根据权利要求1所述的壳层间距及壳厚可调节的中空碳碗的制备方法，其特征在于：所述碳碗的内壳层厚度在5-20nm之间进行调节。

4.根据权利要求1所述的壳层间距及壳厚可调节的中空碳碗的制备方法，其特征在于：所述碳碗外壳层厚度在10-100nm之间进行调节。

5.根据权利要求1所述的壳层间距及壳厚可调节的中空碳碗的制备方法，其特征在于：所述碳碗内外壳层间距在10-100nm之间进行调节。