欧美在线观看视频网站,亚洲熟妇色自偷自拍另类,啪啪伊人网,中文字幕第13亚洲另类,中文成人久久久久影院免费观看 ,精品人妻人人做人人爽,亚洲a视频

一種以多巴胺為碳源制備納米空心碳球的方法

文檔序號(hào):9740888閱讀:2498來源:國知局
一種以多巴胺為碳源制備納米空心碳球的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是涉及一種以多巴胺為碳源制備納米空心碳球的方法,屬于納米材料制備
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于小尺寸效應(yīng),納米材料具有很多獨(dú)特的性能和特殊的應(yīng)用,高比表面積使得 其在高效催化劑、氫儲(chǔ)存材料、低熔點(diǎn)材料等領(lǐng)域被寄予厚望。納米材料形貌的變化也對材 料本身的物理性能造成顯著改變,如:納米材料具有較低的光反射系數(shù),能夠高效地將太陽 能轉(zhuǎn)化為電能和熱能,而且作為添加劑還具有增強(qiáng)韌性和強(qiáng)度的功能。納米材料在電子學(xué)、 磁學(xué)、聲學(xué)等領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用空間和潛在價(jià)值,同時(shí)納米材料還廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)、 生物、材料和醫(yī)藥領(lǐng)域。同時(shí)納米材料的量子尺寸效應(yīng)與宏觀量子隧道效應(yīng)使得納米材料 應(yīng)用于電氣元件、傳感器等領(lǐng)域。
[0003] 隨著納米技術(shù)的發(fā)展,納米空心球材料由于其具有密度低、比表面積大的獨(dú)特性 質(zhì),引起了廣泛關(guān)注,成為納米材料技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。納米空心碳球是納米空心球 材料中的一種,由于其具有較好的吸附性和滲透性,并且空心腔體可以用來容納客體分子, 產(chǎn)生微觀"包裹"效應(yīng),因此納米空心碳球作為一種新型的功能材料,在催化劑載體、超級(jí)電 容、可控藥物傳輸和緩釋等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0004] 目前通常采用二氧化硅作為前驅(qū)體,然后通過控制碳源在前驅(qū)體的表面進(jìn)行修 飾,形成一種實(shí)心的核殼結(jié)構(gòu),然后通過加熱或化學(xué)反應(yīng)的方法除去前驅(qū)體,通過高溫焙燒 使碳源發(fā)生碳化,從而制得空心碳球。
[0005] 研究表明:多巴胺與二氧化硅有很好的生物相容性,環(huán)境友好無污染,多巴胺中含 有的氮元素可使其所制得的碳源在超級(jí)電容器方面具有很好的應(yīng)用前景。因此目前已有以 多巴胺為碳源制備納米空心碳球的報(bào)道,但目前的制備方法還存在如下缺陷:
[0006] 首先,目前以多巴胺為碳源進(jìn)行制備空心碳球時(shí),是將前驅(qū)體Si02納米球放入到 配制好的多巴胺溶液中,通過多巴胺對前驅(qū)體Si0 2納米球進(jìn)行修飾,用到的前驅(qū)體Si02納米 球分為兩種情況:
[0007] (1)采用市場上直接購買的Si02納米球:這種方法省去了 Si02納米球的制備從而節(jié) 約了空心碳球的制備時(shí)間,但是,用市場上購買的Si02納米球,不能滿足實(shí)驗(yàn)中對Si0 2納米 球的靈活要求,制備出的空心碳球比較單一,不能滿足試驗(yàn)或市場多元化的需求;
[0008] (2)采用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)制的Si02納米球:這種方法可以直接根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求制備出不同 的Si0 2納米球,比較靈活;但是采用這種方法現(xiàn)制時(shí),為了保證Si02納米球的質(zhì)量及多巴胺 修飾的效果,Si0 2納米球在反應(yīng)溶液中生成后,都需要先將制備出的Si02納米球分離出來, 然后對其進(jìn)行一系列的清洗、干燥等處理,最后將處理好的Si0 2納米球再與多巴胺進(jìn)行反 應(yīng),使制備空心碳球需要經(jīng)過兩步才能完成,這種方法不可避免的浪費(fèi)了大量的時(shí)間和試 劑,造成了時(shí)間及能源的雙重?fù)p失。
[0009] 其次,目前制備空心碳球時(shí),在刻蝕步驟中通常使用HF作為刻蝕劑對Si〇2納米球 進(jìn)行刻蝕,由于HF是一種強(qiáng)腐蝕性的劇毒性物質(zhì),易揮發(fā),對人體和環(huán)境危害大,因此不利 于規(guī)?;苽?。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題,本發(fā)明的目的是提供一種操作簡單、適用范圍廣、 可實(shí)現(xiàn)規(guī)?;囊远喟桶窞樘荚粗苽浼{米空心碳球的方法。
[0011] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0012] 一種以多巴胺為碳源制備納米空心碳球的方法,包括如下步驟:
[0013 ] a)首先采用St5ber法制備S i 〇2納米球,然后向反應(yīng)體系中直接加入多巴胺,通過原 位聚合使多巴胺包覆在Si〇2表面,制得復(fù)合納米材料,簡記為:Si〇2@Pdop;
[0014] b)將制得的復(fù)合納米材料:Si02@Pdop,在氮?dú)夥障逻M(jìn)行焙燒處理:以8~12°C/分 鐘的升溫速率升溫至450~550°C,然后保溫4~6小時(shí),得到碳化的復(fù)合納米材料,簡記為: Si〇2iCarbon;
[0015] c)將制得的碳化的復(fù)合納米材料:Si02@Carbon分散在氨水溶液中,在130~150°C 進(jìn)行保溫刻蝕1 〇~16小時(shí),得到所述的納米空心碳球,簡記為:@vo i dOCarbon。
[0016] 作為優(yōu)選方案,所述步驟a)包括如下操作:
[0017]向醇水與氨水的混合溶液中滴加正硅酸四乙酯(即TE0S ),在室溫下攪拌12~24小 時(shí),使正硅酸四乙酯完全水解生成Si02納米球;然后直接向反應(yīng)溶液中加入多巴胺,在室溫 下繼續(xù)攪拌12~72小時(shí),反應(yīng)結(jié)束,離心分離,對收集的固體進(jìn)行洗滌、干燥,即得到Si〇2@ Pdop〇
[0018] 作為進(jìn)一步優(yōu)選方案,lmL正硅酸四乙酯使用8~245mL醇水與氨水的混合溶液。 [0019]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案,所述醇水是由醇溶劑與水按體積比為1:1~20:1(以2:1~ 15:1為最佳)形成。
[0020]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案,所述醇水與氨水的混合溶液是由醇水與氨水按體積比為5: 1~50:1(以8:1~45:1為最佳)形成。
[0021] 通過調(diào)節(jié)醇水比、氨水的量、正硅酸四乙酯的量可調(diào)節(jié)生成的Si02納米球的粒徑 大小,采用上述優(yōu)選配比,可制備粒徑在120~450nm的Si〇2納米球。
[0022]通過調(diào)節(jié)多巴胺的用量可調(diào)節(jié)生成的納米空心碳球的碳?xì)ず穸龋艨刂贫喟桶放c 生成的Si〇2納米球的質(zhì)量比為1:5~5:1,可制備碳?xì)ず穸葹?~16nm的納米空心碳球;這里 所述生成的Si〇2納米球的質(zhì)量是按加入的TE0S進(jìn)行理論計(jì)算得到,lmL TE0S理論可生成 0.27g Si02納米球。
[0023]作為優(yōu)選方案,刻蝕所用氨水溶液的濃度為5~15wt%。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下顯著性有益效果:
[0025] 1、本發(fā)明在包覆多巴胺之前無需對前驅(qū)體Si02納米球進(jìn)行離心分離和洗滌,明顯 縮短了制備周期,節(jié)約了能耗,提高了產(chǎn)率;
[0026] 2、本發(fā)明的碳化焙燒處理無需復(fù)雜的分級(jí)處理,只需以8~12°C/分鐘的升溫速率 升溫至450~550°C,然后保溫4~6小時(shí)即可,不僅操作簡單,而且避免了對所包覆的內(nèi)核物 質(zhì)的損傷,適用范圍廣;
[0027] 3、本發(fā)明采用在氨水溶液中進(jìn)行刻蝕,不僅能穩(wěn)定得到良好核殼結(jié)構(gòu)的形貌,而 且有利于規(guī)?;a(chǎn);
[0028] 4、尤其是,實(shí)驗(yàn)表明:由本發(fā)明方法制備的納米空心碳球,具有形貌結(jié)構(gòu)較好,比 表面積大,催化性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),在環(huán)境等領(lǐng)域有著較好的使用價(jià)值和應(yīng)用前景;并且,由 于采用多巴胺進(jìn)行修飾,多巴胺中含有氮元素,使其在超級(jí)電容器方面也有很大應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0029] 圖1為實(shí)施例1中制備的納米空心碳球的掃描電鏡圖和透射電鏡圖;
[0030] 圖2為實(shí)施例1中制備的納米空心碳球的氮?dú)馕锢砦綔y試圖;
[0031] 圖3為實(shí)施例1-3中制備的聚多巴胺包覆二氧化硅的復(fù)合納米材料(簡記為:Si〇2@ Pdop)的透射電鏡圖;
[0032]圖4為實(shí)施例1和4中制備的Si02納米球的掃描電鏡圖;
[0033]圖5為實(shí)施例5中制備的Si02納米球的掃描電鏡圖;
[0034]圖6為實(shí)施例6中制備的聚多巴胺包覆二氧化硅的復(fù)合納米材料(簡記為:Si02@ Pdop)的掃描電鏡圖;
[0035]圖7為實(shí)施例7中制備的大粒徑聚多巴胺包覆二氧化硅的復(fù)合納米材料(簡記為: Si02@Pdop)的掃描電鏡圖和透射電鏡圖;
[0036] 圖8為實(shí)施例8中制備的納米空心碳球的掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面結(jié)合實(shí)施例和應(yīng)用例對本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)、完整地說明。
[0038] 實(shí)施例1
[0039] a)將40mL無水乙醇、4mL水和lmL濃度為32wt%的氨水加入到一干凈燒杯中,攪拌 使之混合均勻后,在攪拌下逐滴加入0.2mL TE0S (正硅酸四乙酯,CAS#78-10-4,密度: 0.9346g/mL),在室溫下攪拌12小時(shí),然后直接加入200mg多巴胺,在室溫下繼續(xù)攪拌24小 時(shí);離心分離(6000rpm,3min),對收集的固體依次用水和乙醇分別洗滌3次后干燥,即得到 聚多巴胺包覆二氧化硅的復(fù)合納米材料(簡記為:Si0 2@Pdop);
[0040] b)將制得的Si02@Pdop置于管式爐中,在氮?dú)獗Wo(hù)下,以10°C/min的升溫速率升溫 至500°C并在此溫度下保溫焙燒5小時(shí),得到碳層包覆的二氧化娃(簡記為:Si〇2@Carbon); [0041 ] c)將制得的Si02@Carbon分散在由30mL水與10mL濃度為32wt%的氨水形成的混合 溶液中,并超聲使分散均勻,然后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中,在140°C下保溫刻蝕12h,刻蝕結(jié)束后離 心分離,對收集的固體依次用水和乙醇分別洗滌三次,最后干燥,即得所述的納米空心碳球 (簡記為:voidOCarbon) 〇 [0042] 實(shí)施例2
[0043]本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處僅在于:將加入的多巴胺的量由200mg替換為 300mg,其余內(nèi)容均與實(shí)施例1中所述相同。
[0044] 實(shí)施例3
[0045]本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處僅在于:將加入的多巴胺的量由200mg替換為 300mg,并將加入多巴胺后的室溫繼續(xù)攪拌時(shí)間由24小時(shí)替換為72小時(shí),其余內(nèi)容均與實(shí)施 例1中所述相同。
[0046] 實(shí)施例4
[0047] 本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處僅在于
當(dāng)前第1頁1 2 
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
1
锦州市| 汝南县| 高州市| 开江县| 汝阳县| 九龙县| 上高县| 新邵县| 综艺| 峨眉山市| 罗田县| 乐平市| 水城县| 博兴县| 余庆县| 宝兴县| 曲靖市| 晋州市| 凌云县| 中山市| 焦作市| 淮滨县| 天镇县| 瓮安县| 盖州市| 盐源县| 普兰店市| 理塘县| 竹北市| 天长市| 海口市| 思南县| 玉林市| 高州市| 锦州市| 襄汾县| 江口县| 县级市| 论坛| 张家界市| 北宁市|