[发明专利]一种氮掺杂胶囊结构碳材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种氮掺杂胶囊结构碳材料的制备方法；具体步骤如下：首先通过水热法制备出氢氧化钴，然后加入多巴胺搅拌制备氢氧化钴/多巴胺复合物，再通过高温煅烧得到掺杂碳氮的钴氧化物，最后加入酸进行回流刻蚀即得到氮掺杂胶囊结构碳材料。本发明的氮掺杂的胶囊结构碳材料表面粗糙，多孔，具有较大的比表面积，呈现胶囊结构，结构尺寸可以通过对条件的控制而调整。其表现优异的电化学特征，可作为超级电容器电极材料，是理想的能源材料之一。

主权项

1.一种氮掺杂胶囊结构碳材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)氯化钴溶液与六亚甲基四胺溶液进行超声得到混合溶液；(2)将步骤(1)得到的混合溶液移入到聚四氟乙烯不锈钢反应釜，进行水热反应，然后降至室温并离心分离和冻干，得到氢氧化钴粉末；(3)将氢氧化钴粉末加入到水中进行搅拌，然后加入氨水室温搅拌；(4)向步骤(3)中得到的溶液中加入多巴胺进行室温搅拌，然后进行过滤洗涤和冻干；(5)在管式炉惰性氛围保护下进行煅烧得到氮掺杂的钴氧化物粉末；(6)向步骤(5)得到的粉末中加入酸溶液，进行加热回流刻蚀；反应结束后，过滤、洗涤、干燥得到氮掺杂胶囊结构碳材料；其中：步骤(1)中，所述氯化钴溶液中的氯化钴和与水的质量体积比为20：1～50:1mg/ml；六亚甲基四胺溶液中的六亚甲基四胺和水的质量体积比为30:1～60:1mg/ml；氯化钴与六亚甲基四胺的质量比为1:2～1:5；步骤(2)中，水热反应温度为120～180℃；水热反应时间为12～24h；步骤(3)中，氢氧化钴与水的质量体积比为2：1～5:1mg/ml；氢氧化钴粉末在水中的搅拌时间为15～30min；氢氧化钴和氨水的质量比为5:1～20:1；加入氨水后的搅拌时间为15～30min；步骤(4)中，溶液中的氢氧化钴粉末与多巴胺的质量比为3:1～6:1；室温搅拌时间为24～48h；过滤洗涤溶剂为乙醇与去离子水的混合液，乙醇和去离子水的体积比为5:1～1:5。