[发明专利]一种氮功能化中空介孔碳纳米球的制备方法

摘要

本发明涉及一种氮功能化中空介孔碳纳米球的制备方法。按1：3.7：20.5：0.059：0.22～0.66：0.50～1.5质量份数量取氨水、水、乙醇、间苯二酚、甲醛溶液和四丙氧基硅烷。将氨水、水、乙醇和四丙氧基硅烷混合，搅拌，于30℃反应15min，加入间苯二酚和甲醛溶液，继续搅拌24h后，于100℃水热处理24h，得到含SiO2纳米颗粒的聚合物纳米球。将它们置于600～900℃碳化，用NaOH溶液除去SiO2模板，得中空介孔碳纳米球。将离子液体1‑乙基‑3‑甲基咪唑二氰胺与中空介孔碳纳米球混合，700℃再次碳化，制得氮功能化中空介孔碳纳米球。本发明制备的氮功能化中空介孔碳纳米球具有高比表面积、氮功能基团、中空结构、介孔孔道和球状几何形貌等优点，在用作超级电容器电极时，具有优良的电化学性能。

主权项

1.一种氮功能化中空介孔碳纳米球的制备方法，其特征在于：按质量份数量取氨水：水：乙醇：间苯二酚：甲醛溶液：四丙氧基硅烷＝1：3.7：20.5：0.059：0.22～0.66：0.50～1.5，将氨水、水、乙醇和四丙氧基硅烷混合，搅拌，30℃下反应15min后，加入间苯二酚，然后滴加甲醛溶液，继续搅拌24h后，将反应物溶液于100℃水热处理24h，得到含SiO2纳米颗粒的聚合物纳米球，将所得聚合物纳米球置于管式炉中，惰性气体保护下，按1～10℃/min的升温速率加热到600～900℃碳化，最后自然降温至室温，用3mol/L的NaOH溶液中除去SiO2模板，即得中空介孔碳纳米球，将中空介孔碳纳米球与离子液体1‑乙基‑3‑甲基咪唑二氰胺以1：0.5～5质量比混合后，置于管式炉中，惰性气体保护，按1～10℃/min的升温速率升温700℃碳化，最后自然降温至室温，制得氮功能化中空介孔碳纳米球；上述惰性气体选用氮气、氩气、氦气中的一种；上述水热反应是指：将反应物溶液装入内衬聚四氟乙烯的不锈钢水热釜中进行水热处理反应；上述NaOH溶液的用量是产物中的SiO2质量的12倍。