專利名稱：一種大尺寸碳球的制備方法
技術領域：
本發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：
隨著納米碳管、富勒烯和石墨烯等碳材料的發現，人們認識到碳材料在人類文明 發展中的重要性。碳材料具有高的化學穩定性、良好的高溫耐熱性能，在生物領域和電子領 域中有著廣泛應用前景，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和電弧法所需設備昂貴，操作復雜；浙青熱解法不僅需要高溫設備，還 需要氣氛保護，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、反應條件溫和(<30(TC)，適于大規模生產。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。碳材料具有非常優異的化學穩定性，分離材料，用于物質的分離和富集中，但是這 個應用領域所需碳球的尺寸較大。現有的文獻報導中，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)，進一步拓寬了 碳球在物質分離領域中的應用。

發明內容
本發明要解決的技術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 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 過調節葡萄糖和表面活性劑的濃度來調節碳球尺寸；該方法設備投入小、工藝簡單、成本 低，適于大規模工業化生產。為解決上述技術問題，本發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)將產物取出，經洗滌、抽濾和干燥工藝，即可得大尺寸碳球。進一步地，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)所需設備簡單、生產工藝簡單且成本低。


圖1是實例1所制備碳球的掃描電鏡(SEM)照片。
具體實施例方式為了顯示本發明的實質性特點和顯著進步，用下列非限定性實施例進一步說明實 施方式及效果。實施例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)將產物取出，經洗滌、抽濾和干燥工藝，即可得大尺寸碳球。經掃描電子顯微鏡表征，碳球的直徑為5-11 u m。實施例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)將產物取出，經洗滌、抽濾和干燥工藝，即可得大尺寸碳球；經掃描電子顯微鏡表征，碳球的直徑為9-13 u m。實施例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)將產物取出，經洗滌、抽濾和干燥工藝，即可得大尺寸碳球。經掃描電子顯微鏡表征，碳球的直徑為7-10 u m。顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對 本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可 以做出其它不同形式的變化或變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發 明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。
權利要求
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)將產物取出，經洗滌、抽濾和干燥工藝，即可得大尺寸碳球。
2.根據權利要求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)將產物取出，經洗滌、抽濾和干燥工藝，即可得大尺寸碳球。本發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)所需設備簡單、生產工藝簡單且成本低。
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 優先權日2009年12月22日
發明者儀修杰, 張大鳳, 李文智, 柳仁民, 蒲錫鵬, 賈麗萍 申請人:聊城大學