專利名稱：一種大尺寸碳球的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳球的制備方法，尤其是涉及一種大尺寸碳球的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著納米碳管、富勒烯和石墨烯等碳材料的發(fā)現(xiàn)，人們認(rèn)識到碳材料在人類文明 發(fā)展中的重要性。碳材料具有高的化學(xué)穩(wěn)定性、良好的高溫耐熱性能，在生物領(lǐng)域和電子領(lǐng) 域中有著廣泛應(yīng)用前景，引起了人們的極大重視。其中，球狀碳材料(碳球)也被用作藥物、 催化劑載體材料、生物質(zhì)分離材料、藥物緩釋材料等。碳球材料的制備方法有很多，如化學(xué)氣相沉積(CVD)、浙青熱解、電弧法及糖類脫 水法等。其中，CVD和電弧法所需設(shè)備昂貴，操作復(fù)雜；浙青熱解法不僅需要高溫設(shè)備，還 需要?dú)夥毡Ｗo(hù)，并且浙青屬于石油資源，不可再生；而糖類脫水法，所需原料為糖類，而糖是 可再生的，并且該方法工藝簡單、反應(yīng)條件溫和(<30(TC)，適于大規(guī)模生產(chǎn)。但是，所述 糖類脫水法是將糖溶液放入水熱釜中，在一定溫度下反應(yīng)一段時間，使糖脫水，最終形成碳 球，這種方法所得到的碳球尺寸一般都在納米和亞微米級，粒徑較小。碳材料具有非常優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，分離材料，用于物質(zhì)的分離和富集中，但是這 個應(yīng)用領(lǐng)域所需碳球的尺寸較大?，F(xiàn)有的文獻(xiàn)報導(dǎo)中，通過糖類脫水所制備的均為納米或 者是亞微米范圍，最大的碳球直徑也僅5um。本發(fā)明以葡萄糖的糖源，通過加入表面活性劑， 解決了大尺寸碳球制備難的問題，成功制備出了大尺寸碳球(直徑> 5um)，進(jìn)一步拓寬了 碳球在物質(zhì)分離領(lǐng)域中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種大尺寸碳球的制備方法；該方法以葡萄糖和 表面活性劑(十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉，或者兩者的任意比例混合)為原料，經(jīng) 水熱處理，可以得到微米級的碳球，直徑尺寸在5-15 y m之間的大尺寸碳球；同時，可以通 過調(diào)節(jié)葡萄糖和表面活性劑的濃度來調(diào)節(jié)碳球尺寸；該方法設(shè)備投入小、工藝簡單、成本 低，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種大尺寸碳球的制備方法，包括如下步驟(1)將陰離子表面活性劑加入到葡萄糖溶液中形成混合液，該混合液中葡萄糖和 陰離子表面活性劑的濃度分別為0. 2-0. 6g/ml和0. 005-0. 02g/ml ；(2)將上述混合液加熱到230_250°C，保溫500-800分鐘；然后，冷卻至室溫；(3)將產(chǎn)物取出，經(jīng)洗滌、抽濾和干燥工藝，即可得大尺寸碳球。進(jìn)一步地，所述陰離子表面活性劑是十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉之中的 一種或者兩種任意比例的混合物。本發(fā)明具有如下有益效果(1)本方法制備出的碳球尺寸大，粒徑范圍在5-15 iim之間；(2)所需設(shè)備簡單、生產(chǎn)工藝簡單且成本低。


圖1是實(shí)例1所制備碳球的掃描電鏡(SEM)照片。
具體實(shí)施例方式為了顯示本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，用下列非限定性實(shí)施例進(jìn)一步說明實(shí) 施方式及效果。實(shí)施例1一種大尺寸碳球的制備方法，包括如下步驟(1)將十二烷基磺酸鈉加入到葡萄糖溶液中形成混合液，其中葡萄糖和十二烷基 磺酸鈉的濃度分別為:0. 2g/ml和0. 005g/ml ；(2)將上述混合液加熱到240°C，保持該溫度600分鐘；然后，冷卻至室溫；(3)將產(chǎn)物取出，經(jīng)洗滌、抽濾和干燥工藝，即可得大尺寸碳球。經(jīng)掃描電子顯微鏡表征，碳球的直徑為5-11 u m。實(shí)施例2一種大尺寸碳球的制備方法，包括如下步驟(1)將十二烷基苯磺酸鈉加入到葡萄糖溶液中形成混合液，其中葡萄糖和十二烷 基苯磺酸鈉的濃度分別為0. 6g/ml和0. 02g/ml ；(2)將上述混合液加熱到230°C，保持該溫度800分鐘；然后，冷卻至室溫；(3)將產(chǎn)物取出，經(jīng)洗滌、抽濾和干燥工藝，即可得大尺寸碳球；經(jīng)掃描電子顯微鏡表征，碳球的直徑為9-13 u m。實(shí)施例3一種大尺寸碳球的制備方法，包括如下步驟(1)將表面活性劑加入到葡萄糖溶液中形成混合液，所述混合液中葡萄糖、表面活 性劑的濃度分別為0. 4g/ml和0. 015g/ml ；其中表面活性劑是十二烷基磺酸鈉和十二烷基 苯磺酸鈉的混合，兩者的質(zhì)量比為7 8；(2)將上述混合液加熱到240°C，保持該溫度500分鐘，然后，冷卻至室溫；(3)將產(chǎn)物取出，經(jīng)洗滌、抽濾和干燥工藝，即可得大尺寸碳球。經(jīng)掃描電子顯微鏡表征，碳球的直徑為7-10 u m。顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對 本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可 以做出其它不同形式的變化或變動。這里無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā) 明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求
一種碳球的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將陰離子表面活性劑加入到葡萄糖溶液中形成混合液，該混合液中葡萄糖和陰離子表面活性劑的濃度分別為0.2-0.6g/ml和0.005-0.02g/ml；(2)將上述混合液加熱到230-250℃，保溫500-800分鐘；然后，冷卻至室溫；(3)將產(chǎn)物取出，經(jīng)洗滌、抽濾和干燥工藝，即可得大尺寸碳球。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳球的制備方法，其特征在于所述陰離子表面活性劑 是十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉之中的一種或者兩種任意比例的混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種大尺寸碳球的制備方法，包括如下步驟(1)將陰離子表面活性劑加入到葡萄糖溶液中形成混合液，該混合液中葡萄糖和陰離子表面活性劑的濃度分別為0.2-0.6g/ml和0.005-0.02g/ml；(2)將上述混合液加熱到230-250℃，保溫500-800分鐘；然后，冷卻至室溫；(3)將產(chǎn)物取出，經(jīng)洗滌、抽濾和干燥工藝，即可得大尺寸碳球。本發(fā)明具有如下有益效果(1)通過表面活性劑的加入，以葡萄糖為原料制備得到大尺寸碳球；(2)所需設(shè)備簡單、生產(chǎn)工藝簡單且成本低。
文檔編號C01B31/02GK101875489SQ20091025965
公開日2010年11月3日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者儀修杰, 張大鳳, 李文智, 柳仁民, 蒲錫鵬, 賈麗萍 申請人:聊城大學(xué)