专利名称：一种大尺寸碳球的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种碳球的制备方法，尤其是涉及一种大尺寸碳球的制备方法。
背景技术：
随着纳米碳管、富勒烯和石墨烯等碳材料的发现，人们认识到碳材料在人类文明 发展中的重要性。碳材料具有高的化学稳定性、良好的高温耐热性能，在生物领域和电子领 域中有着广泛应用前景，引起了人们的极大重视。其中，球状碳材料(碳球)也被用作药物、 催化剂载体材料、生物质分离材料、药物缓释材料等。碳球材料的制备方法有很多，如化学气相沉积(CVD)、浙青热解、电弧法及糖类脱 水法等。其中，CVD和电弧法所需设备昂贵，操作复杂；浙青热解法不仅需要高温设备，还 需要气氛保护，并且浙青属于石油资源，不可再生；而糖类脱水法，所需原料为糖类，而糖是 可再生的，并且该方法工艺简单、反应条件温和(<30(TC)，适于大规模生产。但是，所述 糖类脱水法是将糖溶液放入水热釜中，在一定温度下反应一段时间，使糖脱水，最终形成碳 球，这种方法所得到的碳球尺寸一般都在纳米和亚微米级，粒径较小。碳材料具有非常优异的化学稳定性，分离材料，用于物质的分离和富集中，但是这 个应用领域所需碳球的尺寸较大。现有的文献报导中，通过糖类脱水所制备的均为纳米或 者是亚微米范围，最大的碳球直径也仅5um。本发明以葡萄糖的糖源，通过加入表面活性剂， 解决了大尺寸碳球制备难的问题，成功制备出了大尺寸碳球(直径> 5um)，进一步拓宽了 碳球在物质分离领域中的应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种大尺寸碳球的制备方法；该方法以葡萄糖和 表面活性剂(十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠，或者两者的任意比例混合)为原料，经 水热处理，可以得到微米级的碳球，直径尺寸在5-15 y m之间的大尺寸碳球；同时，可以通 过调节葡萄糖和表面活性剂的浓度来调节碳球尺寸；该方法设备投入小、工艺简单、成本 低，适于大规模工业化生产。为解决上述技术问题，本发明一种大尺寸碳球的制备方法，包括如下步骤(1)将阴离子表面活性剂加入到葡萄糖溶液中形成混合液，该混合液中葡萄糖和 阴离子表面活性剂的浓度分别为0. 2-0. 6g/ml和0. 005-0. 02g/ml ；(2)将上述混合液加热到230_250°C，保温500-800分钟；然后，冷却至室温；(3)将产物取出，经洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得大尺寸碳球。进一步地，所述阴离子表面活性剂是十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠之中的 一种或者两种任意比例的混合物。本发明具有如下有益效果(1)本方法制备出的碳球尺寸大，粒径范围在5-15 iim之间；(2)所需设备简单、生产工艺简单且成本低。
图1是实例1所制备碳球的扫描电镜(SEM)照片。
具体实施例方式为了显示本发明的实质性特点和显著进步，用下列非限定性实施例进一步说明实 施方式及效果。实施例1一种大尺寸碳球的制备方法，包括如下步骤(1)将十二烷基磺酸钠加入到葡萄糖溶液中形成混合液，其中葡萄糖和十二烷基 磺酸钠的浓度分别为:0. 2g/ml和0. 005g/ml ；(2)将上述混合液加热到240°C，保持该温度600分钟；然后，冷却至室温；(3)将产物取出，经洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得大尺寸碳球。经扫描电子显微镜表征，碳球的直径为5-11 u m。实施例2一种大尺寸碳球的制备方法，包括如下步骤(1)将十二烷基苯磺酸钠加入到葡萄糖溶液中形成混合液，其中葡萄糖和十二烷 基苯磺酸钠的浓度分别为0. 6g/ml和0. 02g/ml ；(2)将上述混合液加热到230°C，保持该温度800分钟；然后，冷却至室温；(3)将产物取出，经洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得大尺寸碳球；经扫描电子显微镜表征，碳球的直径为9-13 u m。实施例3一种大尺寸碳球的制备方法，包括如下步骤(1)将表面活性剂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 性剂的浓度分别为0. 4g/ml和0. 015g/ml ；其中表面活性剂是十二烷基磺酸钠和十二烷基 苯磺酸钠的混合，两者的质量比为7 8；(2)将上述混合液加热到240°C，保持该温度500分钟，然后，冷却至室温；(3)将产物取出，经洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得大尺寸碳球。经扫描电子显微镜表征，碳球的直径为7-10 u m。显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对 本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发 明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
权利要求
一种碳球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)将阴离子表面活性剂加入到葡萄糖溶液中形成混合液，该混合液中葡萄糖和阴离子表面活性剂的浓度分别为0.2-0.6g/ml和0.005-0.02g/ml；(2)将上述混合液加热到230-250℃，保温500-800分钟；然后，冷却至室温；(3)将产物取出，经洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得大尺寸碳球。
2.根据权利要求1所述的一种碳球的制备方法，其特征在于所述阴离子表面活性剂 是十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠之中的一种或者两种任意比例的混合物。
全文摘要
本发明提供了一种大尺寸碳球的制备方法，包括如下步骤(1)将阴离子表面活性剂加入到葡萄糖溶液中形成混合液，该混合液中葡萄糖和阴离子表面活性剂的浓度分别为0.2-0.6g/ml和0.005-0.02g/ml；(2)将上述混合液加热到230-250℃，保温500-800分钟；然后，冷却至室温；(3)将产物取出，经洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得大尺寸碳球。本发明具有如下有益效果(1)通过表面活性剂的加入，以葡萄糖为原料制备得到大尺寸碳球；(2)所需设备简单、生产工艺简单且成本低。
文档编号C01B31/02GK101875489SQ20091025965
公开日2010年11月3日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者仪修杰, 张大凤, 李文智, 柳仁民, 蒲锡鹏, 贾丽萍 申请人:聊城大学