一种空心纳米碳球组装介孔碳纤维材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种空心纳米碳球组装介孔碳纤维材料的方法，属于介孔碳材料的制备技术领域。该方法以氨三乙酸和可溶性金属亚铁盐或镍盐为原料，溶剂热法合成金属配合物纤维前驱体，将配合物纤维前驱体在密闭条件或氩气气氛下焙烧可得由核壳结构纳米球组装的碳/金属氧化物(金属)复合物，将复合物纤维中纳米球的核(金属氧化物(金属))经酸蚀后，即可获得富含羧基基团、由纳米空心球组装而成的碳纤维材料。本发明的制备方法具有工艺简单，溶剂可回收再循环利用，制备成本低廉等优点；所制备的碳材料由纳米空心球组装而成，结构新颖，在吸附、催化剂载体等领域具有良好的应用前景。

主权项

一种空心纳米碳球组装介孔碳纤维材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将氨三乙酸加入可溶性金属盐的异丙醇‑水溶液中，于反应器中水热静置,冷至室温后料液经抽滤干燥后制得金属‑氨三乙酸配合物前驱体纤维；所述可溶性金属盐的异丙醇‑水溶液浓度为0.1mol/L，所述可溶性金属盐与氨三乙酸的物质的量之比为3～1:1，所述异丙醇‑水混合溶液体积比为0～1:1，所述水热静置温度为160～220℃，水热静置时间为10～24h；(2)将金属‑氨三乙酸配合物前驱体在限制性气氛下焙烧可得碳/金属氧化物(金属)复合纤维；所述限制性气氛为密闭条件或氩气气氛下；(3)将步骤(2)得到的碳/金属氧化物(金属)复合纤维加入酸蚀液中静置酸蚀，之后过滤用稀氢氧化钠溶液洗涤，再用蒸馏水洗涤至滤液呈中性，最后干燥即得空心纳米碳球组装的介孔碳纤维材料；所述酸蚀液为稀的硫酸、硝酸或盐酸溶液，其浓度为2mol/L～4mol/L；所述酸蚀时间为4～12h；所述稀氢氧化钠溶液浓度为0.5～2mol/L；所述以克计量的碳/金属氧化物(金属)复合纤维的质量与以毫升计量的酸蚀液的体积比例为：1:20～100。