一种大尺寸碳球的制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种碳球的制备方法，尤其是涉及一种大尺寸碳球的制备方法。
背景技术
随着纳米碳管、富勒烯和石墨烯等碳材料的发现，人们认识到认识到碳材料在人类文明发展中的重要性。碳材料具有高的化学稳定性、良好地高温耐热性能，在生物领域和电子领域中有着广泛应用前景，也引起了人们的极大重视。其中，球状碳材料(碳球)也被用作药物、催化剂载体材料、生物质分离材料、药物缓释材料等。
碳球材料的制备方法有很多，如化学气相沉积(CVD)、热解、电弧法及糖类脱水法等。CVD和电弧法所需设备昂贵，操作复杂；热解法不仅需要高温设备，还需要气氛保护。而糖类脱水法，所需原料简单、反应条件温和(＜300℃)，适于大规模生产。
糖类脱水法，就是将糖溶液放入水热釜中，在一定温度下反应一段时间，使糖脱水，最终形成碳球。这种方法所得到的碳球尺寸一般都在纳米和亚微米级，粒径较小。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种大尺寸碳球的制备方法；该方法通过加入锌盐，可以得到微米级的碳球，直径尺寸在5-10μm之间，并且通过调节葡萄糖浓度和锌盐浓度可以有效控制碳球尺寸；同时，该方法设备投入小、工艺简单、成本低，适于大规模工业化生产。
为解决上述技术问题，本发明一种大尺寸碳球的制备方法，包括如下步骤：
(1)将葡萄糖溶入锌盐水溶液中，得混合液；所述混合液中的葡萄糖浓度为2.5-10g/L，所述混合液中的锌离子浓度为0.005-0.1mol/L；
(2)将上述混合液装入反应釜中，在140-250℃下保温180-600min，冷却至室温；
(3)将产物取出，经常规洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得碳球产品。
进一步地，所述锌盐是硝酸锌、硫酸锌、醋酸锌、草酸锌中的一种或一种以上任意比例的混合物。
本发明具有如下有益效果：
(1)可以通过调节葡萄糖浓度和锌盐浓度来控制碳球尺寸大在5-10μm之间；
(2)所需设备简单、生产工艺简单且成本低。
【附图说明】
图1是实例1所制备碳球的扫描电镜(SEM)照片。
【具体实施方式】
为了显示本发明的实质性特点和显著进步，用下列非限定性实施例进一步说明实施方式及效果。
实施例1
一种大尺寸碳球的制备方法，包括如下步骤：
(1)将葡萄糖溶入硝酸锌水溶液中，得混合液；所述混合液中的葡萄糖浓度为2.5g/L，所述混合液中的锌离子浓度为0.005mol/L；
(2)将上述混合液装入反应釜中，在140℃下保温180min，冷却至室温；
(3)将产物取出，经常规洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得碳球产品。
经扫描电子显微镜表征，碳球的直径尺寸为5.0-9.2μm。
实施例2
一种大尺寸碳球的制备方法，包括如下步骤：
(1)将葡萄糖溶入硫酸锌水溶液中，得混合液；所述混合液中的葡萄糖浓度为4g/L，所述混合液中的锌离子浓度为0.006mol/L；
(2)将上述混合液装入反应釜中，在165℃下保温300min，冷却至室温；
(3)将产物取出，经常规洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得碳球产品。
经扫描电子显微镜表征，碳球的直径尺寸为7.0-9.4μm。
实施例3
一种大尺寸碳球的制备方法，包括如下步骤：
(1)将葡萄糖溶入醋酸锌水溶液中，得混合液；所述混合液中的葡萄糖浓度为6g/L，所述混合液中的锌离子浓度为0.007mol/L；
(2)将上述混合液装入反应釜中，在190℃下保温400min，冷却至室温；
(3)将产物取出，经常规洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得碳球产品。
经扫描电子显微镜表征，碳球的直径尺寸为5.2-7.1μm。
实施例4
一种大尺寸碳球的制备方法，包括如下步骤：
(1)将葡萄糖溶入草酸锌水溶液中，得混合液；所述混合液中的葡萄糖浓度为7g/L，所述混合液中的锌离子浓度为0.008mol/L；
(2)将上述混合液装入反应釜中，在215℃下保温500min，冷却至室温；
(3)将产物取出，经常规洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得碳球产品。
经扫描电子显微镜表征，碳球的直径尺寸为5.2-6.5μm。
实施例5
一种大尺寸碳球的制备方法，包括如下步骤：
(1)将葡萄糖溶入硝酸锌和硫酸锌的混合水溶液中，得混合液；所述混合液中的葡萄糖浓度为8g/L，所述混合液中的锌离子浓度为0.009mol/L；所述硝酸锌和硫酸锌的重量份数比为1∶1；
(2)将上述混合液装入反应釜中，在230℃下保温600min，冷却至室温。
(3)将产物取出，经常规洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得碳球产品。
经扫描电子显微镜表征，碳球的直径尺寸为5.4-8.6μm。
实施例6
本发明一种大尺寸碳球的制备方法，包括如下步骤：
(1)将葡萄糖溶入硝酸锌、硫酸锌、醋酸锌和草酸锌的混合水溶液中，得混合液；所述混合液中的葡萄糖浓度为2.5g/L，所述混合液中的锌离子浓度为0.025mol/L；所述硝酸锌、硫酸锌、醋酸锌和草酸锌的摩尔比为1∶2∶4∶3；
(2)将上述混合液装入反应釜中，在250℃下保温600min，冷却至室温；
(3)将产物取出，经常规洗涤、抽滤和干燥工艺，即可得碳球产品。
经扫描电子显微镜表征，碳球的直径尺寸为7.5-9.8μm。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。