本發明專利技術涉及納米材料領域，尤其涉及一種具有不同空腔數量介孔碳材料的制備方法及其應用。所述制備方法包括步驟：將表面活性劑、水、乙醇、戊醇和氨水混合攪拌，得到乳液；將硅源加入乳液中攪拌反應，得到SiO<subgt;2</subgt;介孔材料；將碳源和SiO<subgt;2</subgt;介孔材料攪拌共聚，經煅燒后得到SiO<subgt;2</subgt;?C共摻雜介孔材料；將SiO<subgt;2</subgt;?C共摻雜介孔材料、水和乙醇混合，進行水熱反應去除SiO<subgt;2</subgt;，得到介孔碳材料；其中通過控制硅源和乳液的反應時間制備得到具有目標空腔數量的介孔碳材料。所述制備方法操作簡單，僅需通過改變碳源的添加時間就能夠精準調控介孔碳材料的內部空腔數量；通過本發明專利技術制備得到的中空介孔碳材料具有多腔室高比表面積的特點，實現了水環境中抗生素的高效吸附降解。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及納米材料領域，尤其涉及一種具有不同空腔數量介孔碳材料的制備方法及其應用。
技術介紹
1、中空介孔碳材料具有比表面積大、質量密度低等優點，使得催化劑與有機污染物的吸附和傳質速度快，實現水環境中污染物的高效降解。目前，中空碳納米顆粒合成策略主要以sio2/聚苯乙烯球作為硬模板，在其表面包覆生長一層碳聚合物后，再通過選擇性刻蝕的方法刻蝕sio2/聚苯乙烯，最后保留得到中空碳球。然而傳統的硬模板法合成方法復雜、制備得到的中空介孔碳材料比表面積小、形貌可調性差，限制了中空介孔碳材料的實際應用價值。
2、因此，現有技術還有待于改進和發展。
技術實現思路
1、鑒于上述現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種具有不同空腔數量介孔碳材料的制備方法及其應用，旨在解決現有制備方法復雜，且制備得到的中空介孔碳材料比表面積小、形貌可調性差的問題。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、本專利技術的第一方面，提供一種可控合成具有不同空腔數量的介孔碳材料的制備方法，其中，包括：
4、步驟1、將表面活性劑、水、乙醇、戊醇和氨水混合攪拌，得到乳液；
5、步驟2、將硅源加入所述乳液中攪拌反應，得到sio2介孔材料；
6、步驟3、將碳源和所述sio2介孔材料攪拌共聚，經煅燒后得到sio2-c共摻雜介孔材料；
7、步驟4、將所述sio2-c共摻雜介孔材料、水和乙醇混合，進行水熱反應去除sio2，得到介孔碳材料；
>8、其中通過控制步驟2的反應時間制備得到具有目標空腔數量的介孔碳材料。9、本專利技術的第二方面，提供一種采用本專利技術所述一種可控合成具有不同空腔數量的介孔碳材料的制備方法制備得到的介孔碳材料。
10、本專利技術的第三方面，提供一種本專利技術所述介孔碳材料在降解水溶液中抗生素中的應用。
11、有益效果：第一，本專利技術提供的制備方法操作簡單，利用sio2刻蝕再生長策略合成了介孔碳材料，通過先制備sio2-c共摻雜介孔材料，再選擇性的刻蝕sio2部分，最后形成高比表面積且空腔數量可控的介孔碳材料。其中僅需通過改變碳源的添加時間就能夠精準調控介孔碳材料的內部空腔數量，能精準調控介孔碳材料的形貌。第二，通過本專利技術制備得到的中空介孔碳材料具有多腔室高比表面積的特點，能夠有效降低吸附物的抗擴散性，為催化反應提供充足的吸附位點，實現了水環境中抗生素（四環素）的高效吸附降解。第三，本專利技術提出的sio2刻蝕再生長的新策略，為后續進一步選擇性調控介孔碳納米顆粒的形貌及其功能化提供了有利指導。
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【技術保護點】
1.一種可控合成具有不同空腔數量的介孔碳材料的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種可控合成具有不同空腔數量的介孔碳材料的制備方法，其特征在于，當步驟2的反應時間為20?min～40?min時，所述介孔碳材料的空腔數量為4個～8個。
3.根據權利要求2所述的一種可控合成具有不同空腔數量的介孔碳材料的制備方法，其特征在于，當步驟2的反應時間為20?min時，所述介孔碳材料的空腔數量為8個；或當步驟2的反應時間為40?min時，所述介孔碳材料的空腔數量為4個。
4.根據權利要求1所述的一種可控合成具有不同空腔數量的介孔碳材料的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨和聚氧乙烯聚氧丙烯，所述硅源為正硅酸四乙酯，所述碳源為鹽酸多巴胺，所述乙醇、戊醇和氨水的體積比為10:1:2～10:2:5。
5.根據權利要求4所述的一種可控合成具有不同空腔數量的介孔碳材料的制備方法，其特征在于，所述十六烷基三甲基溴化銨和聚氧乙烯聚氧丙烯的質量比為1:1～2:3，所述正硅酸四乙酯與鹽酸多巴胺的質量比為1:2～1:4。p>
6.根據權利要求1所述的一種可控合成具有不同空腔數量的介孔碳材料的制備方法，其特征在于，所述煅燒的溫度為800℃～1000℃，煅燒的時間為5?h～6?h。
7.根據權利要求1所述的一種可控合成具有不同空腔數量的介孔碳材料的制備方法，其特征在于，所述水熱反應的反應溫度為110℃～130℃，反應時間為10?h～20?h。
8.一種采用如權利要求1～7任一項所述的制備方法制備得到的介孔碳材料。
9.一種如權利要求8所述的介孔碳材料在降解水溶液中抗生素中的應用。
10.根據權利要求9所述的介孔碳材料在降解水溶液中抗生素中的應用，其特征在于，所述抗生素為四環素。
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【技術特征摘要】
1.一種可控合成具有不同空腔數量的介孔碳材料的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種可控合成具有不同空腔數量的介孔碳材料的制備方法，其特征在于，當步驟2的反應時間為20?min～40?min時，所述介孔碳材料的空腔數量為4個～8個。
3.根據權利要求2所述的一種可控合成具有不同空腔數量的介孔碳材料的制備方法，其特征在于，當步驟2的反應時間為20?min時，所述介孔碳材料的空腔數量為8個；或當步驟2的反應時間為40?min時，所述介孔碳材料的空腔數量為4個。
4.根據權利要求1所述的一種可控合成具有不同空腔數量的介孔碳材料的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨和聚氧乙烯聚氧丙烯，所述硅源為正硅酸四乙酯，所述碳源為鹽酸多巴胺，所述乙醇、戊醇和氨水的體積比為10:1:2～10:2:5。
5.根據權利要求4所述的一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬玉柱，郭佩婷，李斯坦，李金縈，
申請(專利權)人：內蒙古大學，
類型：發明
國別省市：
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