The invention discloses a process and device for preparing nano-scale core-shell carbon-coated composite materials, which belongs to the field of nano-material preparation technology. Styrene and acetone are used as raw materials to prepare carbon precursors. The selected non-magnetic metal oxides are dried by ethanol to obtain powders for reaction, and a rotary vapor deposition system is adopted. In the present invention, controllable core-shell carbon-coated metal oxides are successfully prepared by controlling the thickness and number of layers of carbon nano-coated layer through a rotary vapor deposition system. The core-shell carbon-coated metal oxide prepared by the invention has the characteristics of uniform thickness of carbon-coated layer and controllable number of layers, and can realize industrialization and mass production. The core-shell carbon-coated metal oxide agglomeration performance can be improved. It has been widely used in many fields, such as lubricant additives, catalysts, surface conductive coatings and so on. It has huge market space and commercial value prospects.
【技术实现步骤摘要】
一种制备纳米级核壳结构碳包覆复合材料的工艺及其装置
本专利技术涉及纳米材料制备
，尤其涉及一种制备纳米级核壳结构碳包覆复合材料的工艺及其装置。
技术介绍
纳米金属氧化物与其单质物质相比，有超高的硬度，有良好的导热能力，化学性质更加稳定，种类丰富。它们被广泛用于催化，光解，复合材料，耐热材料，半导体材料，防酸碱腐蚀等领域。碳元素是世界上最丰富的元素之一，被广泛运用于各种材料中。目前具备良好晶化碳材料有，碳纳米管、石墨烯，富勒烯等，均有着优异的热力学、机械、光学、导电性能。然纳米材料比表面积过大，颗粒粒径小，表面能高，存在过多表面悬空键，未饱和键等特殊结构，导致化学反应活性很强，极易受到外界环境的影响导致其发生团聚，结块等现象，使纳米颗粒失去稳定性和活性降低。为了维持纳米金属氧化物材料性质的稳定性，通过对材料的表面进行碳包覆处理，起到了很好的改善效果，同时还赋予材料新的特性。由于碳包覆层能够提高材料的导电性，提高活性物质表面的化学稳定性，故经过碳包覆层处理的金属氧化物材料在锂电池负极材料方面得到了广泛的应用。此外碳包覆金属氧化物纳米材料在润滑添加剂，催化剂，表面...
【技术保护点】
1.一种制备纳米级核壳结构碳包覆复合材料的工艺，其特征在于：所述工艺包括如下步骤：步骤1：选用苯乙烯和丙酮的体积比为2:1～4:1混合制备碳前驱体；步骤2：取金属氧化物纳米粒子加入到乙醇当中，磁力搅拌，然后进行超声波分散，产生的悬浮液置于75‑85℃真空干燥箱中获得干粉，用石英研钵研磨，转移到旋转式气相沉积系统的石英管中；步骤3：设置系统的参数，通入氩气，在系统运行15‑60min内持续将步骤1的液体通过喂料系统加入旋转炉反应区，充分反应后，在氩气环境中冷却至室温，将产物移到产物收集系统；步骤4：将步骤3所得纳米粒子通过XRD、TGA、SEM、TEM进行表征。
【技术特征摘要】
1.一种制备纳米级核壳结构碳包覆复合材料的工艺，其特征在于：所述工艺包括如下步骤：步骤1：选用苯乙烯和丙酮的体积比为2:1～4:1混合制备碳前驱体；步骤2：取金属氧化物纳米粒子加入到乙醇当中，磁力搅拌，然后进行超声波分散，产生的悬浮液置于75-85℃真空干燥箱中获得干粉，用石英研钵研磨，转移到旋转式气相沉积系统的石英管中；步骤3：设置系统的参数，通入氩气，在系统运行15-60min内持续将步骤1的液体通过喂料系统加入旋转炉反应区，充分反应后，在氩气环境中冷却至室温，将产物移到产物收集系统；步骤4：将步骤3所得纳米粒子通过XRD、TGA、SEM、TEM进行表征。2.根据权利要求1所述的一种制备纳米级核壳结构碳包覆复合材料的工艺，其特征在于：所述步骤1中碳前驱体使用超声波震荡混合30min。3.根据权利要求1所述的一种制备纳米级核壳结构碳包覆复合材料的工艺，其特征在于：所述步骤1中苯乙烯和丙酮的纯度均为99.99％。4.根据权利要求1所述的一种制备纳米级核壳结构碳包覆复合材料的工艺，其特征在于：所述步骤2中乙醇的质量为选取的金属氧化物质量的10倍。5.根据权利要求1所述的一种制备纳米级核壳结构碳包覆复合材料的工艺，其特征在于：所述步骤3中旋转炉用于反应形成核壳结构，并控制碳包覆层的厚度和层数。6.根据权利要求5所述的一种制备纳米级核壳结构碳包覆复合材料的工艺，其特征在于：所述步骤3中反应开始之前需要使用氩气排除炉中的空气，氩气的流速为100ml/min，喂料系统的碳前驱体液体为2ml/h，通入反应的碳的前驱体液体时旋转炉的温度为550℃，结束反应时温度为1000℃。7.根据权利要求5所述的一种制备...
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