下正己烷自然挥发完全后得到高度有序油酸包覆的方形Fe304纳米粒子超晶格。
[0034](3)碳包覆方形Fe304纳米粒子超晶格的制备:将油酸包覆方形Fe 304纳米粒子超晶格材料转移至管式炉中，在氮气或氩气气氛下500°C高温煅烧2小时，可得到碳包覆方形Fe304纳米粒子超晶格。
[0035](4)三维有序方形孔介孔碳骨架材料的制备:将所得碳包覆方形Fe304纳米粒子超晶格材料分散于浓盐酸中，室温搅拌24h，刻蚀掉Fe304纳米粒子，即得到孔径为17nm左右的方形孔介孔碳材料。
[0036](5)三维有序方形孔介孔石墨烯骨架材料的制备:将三维有序方形孔介孔碳骨架转移至管式炉中，在氩气气氛下1000摄氏度反应2小时，制备出孔径约为15nm的三维有序方形孔介孔石墨烯骨架材料。
[0037]实施例2:
[0038](1)方形Fe304纳米粒子的制备:将18g油酸铁，3g油酸钠和5.4g油酸溶于35ml十八烯中，50°C每分升温，氮气保护下350°C反应120min，得到粒径约为20nm的方形四氧化三铁纳米颗粒，加入乙醇将纳米颗粒沉淀出来，离心后，将所得纳米粒子溶于正己烷中，形成浓度约为10mg mL 1的稳定胶体溶液。
[0039](2)油酸包覆Fe304纳米粒子超晶格的制备:同实施例1。
[0040](3)油酸包覆方形Fe304纳米粒子超晶格的制备:同实施例1。
[0041](4)三维有序方形孔介孔碳骨架材料的制备:同实施例1。
[0042](5)三维有序方形孔介孔石墨烯骨架材料的制备:同实施例1。
[0043]实施例3:
[0044](1)方形Fe304纳米粒子的制备:将36g油酸铁，6g油酸钠和10.8g油酸溶于70ml十八烯中，50°C每分升温，氮气保护下350°C反应120min，得到粒径约为20nm的方形四氧化三铁纳米颗粒，加入乙醇将纳米颗粒沉淀出来，离心后，将所得纳米粒子溶于正己烷中，形成浓度约为10mg mL 1的稳定胶体溶液。
[0045](2)油酸包覆Fe304纳米粒子超晶格的制备:同实施例1。
[0046](3)油酸包覆方形Fe304纳米粒子超晶格的制备:同实施例1。
[0047](4)三维有序方形孔介孔碳骨架材料的制备:同实施例1。
[0048](5)三维有序方形孔介孔石墨烯骨架材料的制备:同实施例1。
[0049]实施例4:
[0050](1)方形Fe304纳米粒子的制备:将36g油酸铁，6g油酸钠和10.8g油酸溶于70ml十八烯中，50°C每分升温，氮气保护下330°C反应120min，得到粒径约为15nm的方形四氧化三铁纳米颗粒，加入乙醇将纳米颗粒沉淀出来，离心后，将所得纳米粒子溶于正己烷中，形成浓度约为10mg mL 1的稳定胶体溶液。
[0051](2)油酸包覆Fe304纳米粒子超晶格的制备:同实施例1。
[0052](3)油酸包覆方形Fe304纳米粒子超晶格的制备:同实施例1。
[0053](4)三维有序方形孔介孔碳骨架材料的制备:同实施例1。
[0054](5)三维有序方形孔介孔石墨烯骨架材料的制备:同实施例1。
[0055]实施例5:
[0056](1)方形Fe304纳米粒子的制备:将36g油酸铁，6g油酸钠和10.8g油酸溶于70ml十八烯中，50°C每分升温，氮气保护下340°C反应120min，得到粒径约为17nm的方形四氧化三铁纳米颗粒，加入乙醇将纳米颗粒沉淀出来，离心后，将所得纳米粒子溶于正己烷中，形成浓度约为10mg mL 1的稳定胶体溶液。
[0057](2)油酸包覆Fe304纳米粒子超晶格的制备:同实施例1。
[0058](3)油酸包覆方形Fe304纳米粒子超晶格的制备:同实施例1。
[0059](4)三维有序方形孔介孔碳骨架材料的制备:同实施例1。
[0060](5)三维有序方形孔介孔石墨烯骨架材料的制备:同实施例1。
【主权项】
1.一种三维有序方形孔介孔石墨烯骨架的制备方法，其特征在于具体步骤如下: (1)以油酸铁、油酸钠和油酸作为原料，采用快速升温，高温溶液法制备单分散的方形四氧化三铁纳米颗粒，纳米颗粒表面由油酸分子所包覆；将上述纳米颗粒溶于非极性溶剂中，形成稳定的方形四氧化三铁纳米颗粒胶体溶液； (2)将所得方形四氧化三铁纳米颗粒胶体溶液置于瓷舟中，控制方形四氧化三铁纳米颗粒胶体溶液的溶剂挥发速率，诱导纳米颗粒自组装，溶剂完全挥发后即得到高度有序的方形纳米颗粒超晶格，将方形四氧化三铁纳米颗粒超晶格在惰性气氛下高温煅烧，碳化纳米颗粒表面的油酸配体分子，得到碳包覆的方形四氧化三铁纳米超晶格； (3)将碳包覆的方形四氧化三铁纳米超晶格分散于强酸中进行刻蚀，去除四氧化三铁纳米颗粒，得到具有高比表面积、孔道结构连续的三维方形孔介孔碳骨架。 (4)将三维方形孔介孔碳骨架材料在惰性气氛下高温石墨化，制备出高度有序的三维方形孔介孔石墨烯骨架材料。2.根据权利要求1所述的一种三维有序方形孔介孔石墨烯骨架的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的高温溶液法反应温度为300?350°C，反应时间约0.5?2小时，升温速率约5-50°C每分；油酸的浓度为1.5?4.5mM，油酸钠的浓度为0.5_3mM，所用反应溶剂为十六烯、十八烯、二十烯中的一种或其中的多种；所得四氧化三铁纳米粒子粒径为5?30nm ;所述非极性溶剂为正己烷、辛烷、甲苯、氯仿中的一种或其中的多种。3.根据权利要求1所述的一种三维有序方形孔介孔石墨烯骨架的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的高温煅烧的温度为300?700°C，煅烧的温度为60?180分钟。4.根据权利要求1所述的一种三维有序方形孔介孔石墨烯骨架的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述的无机酸为浓盐酸、硝酸、硫酸中的一种或其中的几种，刻蚀温度为20?60。。。5.根据权利要求1所述的一种三维有序方形孔介孔石墨烯骨架的制备方法，其特征在于步骤(4)中所述的高温石墨化的温度为1000?1600°C，煅烧的温度为60?180分钟。
【专利摘要】本发明公开了一种三维有序方形孔介孔石墨烯骨架的制备方法，其采用溶液法制得单分散方形四氧化三铁纳米颗粒，通过溶剂挥发诱导纳米颗粒自组装成三维有序的纳米超晶格固体，将颗粒表面的有机分子高温碳化获得碳包覆的三维方形四氧化三铁纳米超晶格，通过酸刻蚀将四氧化三铁纳米颗粒除掉获得高度有序的方形孔介孔碳材料，将介孔碳材料进一步高温石墨化，制备出三维有序的方形孔介孔石墨烯骨架材料。本发明方法简单，原料易得，成本较低；通过控制起始四氧化三铁纳米颗粒的形貌及大小，对介孔石墨烯骨架的孔道的形状和大小进行调控，通过对石墨烯骨架修饰，可以广泛的应用于储能、催化等领域。
【IPC分类】C01B31/04
【公开号】CN105293479
【申请号】CN201510870329
【发明人】王昆明, 杨恩辉, 李庆化
【申请人】青岛昊鑫新能源科技有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年12月3日