一种内嵌金属的碳洋葱导电材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种内嵌金属的碳洋葱导电材料，包括金属纳米颗粒和包在金属纳米颗粒之外的碳洋葱，碳洋葱由十几个到几十个同心壳层构成，金属纳米颗粒的直径为10‑30nm，碳洋葱的直径为60‑80nm，同心壳层的层间距为0.32‑0.4nm。本发明专利技术还提供了一种上述内嵌金属的碳洋葱导电材料的制备方法，包括(1)催化剂前驱体的准备；(2)催化剂前驱体还原；(3)CVD法合成碳洋葱；(4)产物的纯化处理，最终得到分离后的内嵌金属的碳洋葱导电材料。本发明专利技术提供的内嵌金属的碳洋葱导电材料的制备方法，具有易操作、可控性高的特点，原料利用率高，产物的分散性好，经多部纯化后实现了该新型材料的高纯度生产。

A Metal-embedded Carbon Onion Conductive Material and Its Preparation Method

The invention discloses a carbon onion conductive material embedded with metal, which includes metal nanoparticles and carbon onion coated outside metal nanoparticles. The carbon onion consists of more than ten to dozens of concentric shell layers. The diameter of metal nanoparticles is 10_30 nm, the diameter of carbon onion is 60_80 nm, and the spacing of concentric shell layers is 0.32_0.4 nm. The invention also provides a preparation method of the carbon onion conductive material embedded with metal, including: (1) preparation of catalyst precursor; (2) reduction of catalyst precursor; (3) synthesis of carbon onion by CVD method; (4) purification of the product, and ultimately obtaining the carbon onion conductive material embedded with metal after separation. The preparation method of the carbon onion conductive material embedded metal provided by the invention has the characteristics of easy operation and high controllability, high utilization rate of raw materials, good dispersion of products, and high purity production of the new material is realized after multiple purification.

【技术实现步骤摘要】
一种内嵌金属的碳洋葱导电材料及其制备方法
本专利技术涉及碳洋葱材料，尤其涉及一种内嵌金属的碳洋葱导电材料及其制备方法。
技术介绍
近年来作为碳材料研究的前沿和热点，纳米碳洋葱(CNOs)倍受关注。CNOs由同心球状石墨壳层组成，理论上最内层为C60并逐层以60n2而递增(n代表层数)，是分子量非常大的碳原子簇。由于其介观尺度具有很大的比表面积，相互堆积可以提供适当的离子通道，使其在电化学、超级电容器等方面具有潜在应用价值。然而现有的内嵌金属碳洋葱的制备方法仍处于起步阶段，如水下电弧放电法、碳正离子注入法、化学气相沉积、沥青裂解等设备与操作环境均十分复杂，还存在纯度低、性能差等诸多方面问题，现存的制备方法所得到的碳洋葱，通常都含有大量的杂质，主要包括两类物质：一种是残留的催化剂杂质，另一种是其他形式的碳杂质，如无定形碳、碳纳米管等，甚至同时存在含有内嵌金属与不含内嵌金属的碳洋葱，因此制备过程中的提纯处理显得十分重要。只有经过纯化处理的纯净碳洋葱，才可以进一步进行深入研究及应用。因此，本领域的技术人员致力于提供一种内嵌金属的碳洋葱导电材料及其制备方法。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内嵌金属的碳洋葱导电材料，其特征在于，包括金属纳米颗粒和包在金属纳米颗粒之外的碳洋葱，碳洋葱由十几个到几十个同心壳层构成，金属纳米颗粒的直径为10‑30nm，碳洋葱的直径为60‑80nm，同心壳层的层间距为0.32‑0.4nm。

【技术特征摘要】
1.一种内嵌金属的碳洋葱导电材料，其特征在于，包括金属纳米颗粒和包在金属纳米颗粒之外的碳洋葱，碳洋葱由十几个到几十个同心壳层构成，金属纳米颗粒的直径为10-30nm，碳洋葱的直径为60-80nm，同心壳层的层间距为0.32-0.4nm。2.如权利要求1所述的内嵌金属的碳洋葱导电材料，其特征在于，金属纳米颗粒的成分为Fe、Ni或者Fe-Ni合金。3.如权利要求2所述的内嵌金属的碳洋葱导电材料，其特征在于，金属纳米颗粒的成分为Fe-Ni合金。4.如权利要求1-3中任一项所述的内嵌金属的碳洋葱导电材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)，催化剂前驱体的准备：将包含Fe(NO3)3·9H2O和/或Ni(NO3)2·4H2O的粉末加入无水乙醇中，经充分搅拌后溶解，配置成0.05M的混合溶液，随后加入MgO粉末作为催化剂载体，加热搅拌，使无水乙醇溶剂蒸干，得到MgO负载的催化剂前驱体；步骤(2)，催化剂前驱体还原：将经步骤(1)合成的催化剂前驱体称取一定量放置于方舟中并置于管式炉封闭腔体中，先通入氮气将腔体中的空气排净，升温到500-600℃后，通入氢气，腔体中氢气与氮气的体积比为1:(2～4)，在氢气与氮气混合的还原气氛中得到经过活化的催化剂；步骤(3)，CVD法合成碳洋葱：步骤(2)还原反应完成后，关闭氢气，在氮气气氛保护下升温至750-900℃，随后以40-50mL/min的流量通入甲烷气体并关闭氮气，保温下反应36-48h以在催化剂表面沉积生长碳纳米洋葱，反应完毕后，关闭甲烷气体，继续通入氮气，在氮气气氛保护下降至室温，取出产物；步骤(4)，产物的纯化处理：将步骤(3)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金磊，金巨辉，李上斐，吴文明，
申请(专利权)人：慈溪市万金电子元件有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33