[發明專利]一種中空碳納米球及其制備方法

有效

• 申請號: 201710447927.3
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN109081323B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 周志紅;楊文勝;陳旭;林偉國;榮峻峰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;C01B32/15;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 鄭永勝;周建秋

1.一種中空碳納米球，所述中空碳納米球的外徑為20-100納米，球殼厚度為0.4-3.2納米，比表面積為600-900米²/克，所述比表面積采用GB/T5816-1995標準方法進行測定。

2.根據權利要求1所述的中空碳納米球，其中，所述中空碳納米球的球殼厚度為1-2納米。

3.根據權利要求1所述的中空碳納米球，其中，以原子的個數計并以所述中空碳納米球中原子總個數為基準，所述中空碳納米球中硫原子的原子分數為2.0-4.0％，氮原子的原子分數為2.0-3.0％。

4.一種權利要求1-3中任意一項所述的中空碳納米球的制備方法，該方法包括：

a、將渣油和球形納米氧化鎂顆粒分散在有機溶劑中，得到懸浮液；其中，所述球形納米氧化鎂顆粒的粒徑為20-100納米；

b、將步驟a中所得懸浮液中的有機溶劑去除，得到含有渣油和球形納米氧化鎂顆粒的固液混合物；

c、將步驟b中所得固液混合物在保護氣氛下進行碳化處理以使渣油碳化，得到固體產物；

d、將步驟c中所得固體產物在酸溶液中進行酸洗處理以去除球形納米氧化鎂顆粒，得到中空碳納米球；

所述渣油為選自常壓渣油、減壓渣油、深拔蠟油、輕脫瀝青油和焦化蠟油中的至少一種。

5.根據權利要求4所述的制備方法，在步驟a中，所述渣油、有機溶劑和球形納米氧化鎂顆粒的重量比為1：(10-80)：(1-10)。

6.根據權利要求4所述的制備方法，在步驟a中，所述渣油、有機溶劑和球形納米氧化鎂顆粒的重量比為1：(20-50)：(2-5)。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其中，所述有機溶劑為選自甲苯、乙苯、苯和石油醚中的至少一種。

8.根據權利要求4所述的制備方法，其中，步驟b中去除所述有機溶劑的步驟包括：將懸浮液在80-150℃下進行油浴處理8-14小時。

9.根據權利要求4所述的制備方法，其中，步驟c中所述碳化處理的條件包括：所述碳化處理的溫度為500-900℃，所述碳化處理的時間為1-3小時，所述保護氣氛為選自氮氣、氬氣、氦氣和氖氣中的至少一種。

10.根據權利要求4或9所述的制備方法，該方法還包括：將步驟b中所得固液混合物在保護氣氛下進行熱處理后再進行所述碳化處理；其中，所述熱處理的溫度為200-500℃，時間為0.5-3小時。

11.根據權利要求10所述的制備方法，其中，所述熱處理的升溫速度為100-500℃/小時，所述碳化處理的升溫速度為100-300℃/小時。

12.根據權利要求4所述的制備方法，其中，步驟d中所述酸溶液為硝酸溶液。

13.根據權利要求4所述的制備方法，其中，步驟d中所述酸洗處理的條件包括：所述酸溶液為2-5摩爾/升的硝酸溶液，酸洗處理的時間為1-4小時，所述固體產物的重量與所述硝酸溶液的體積的比例為2-10克：1升。

14.根據權利要求4所述的制備方法，所述制備方法還包括：將所述固體產物進行所述酸洗處理之后進行洗滌和干燥，得到所述中空碳納米球。