【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳纳米材料，特别是涉及一种近二维碳纳米洋葱及其水热合成方法。
技术介绍
1、碳纳米洋葱(cnos)，又称洋葱纳米结构碳，是一种新型零维碳纳米材料，最初由日本学者饭岛澄男于1980年发现，同富勒烯、碳纳米管、石墨烯一样为碳同素异形体，其形态为若干层同心球状的石墨壳层构成的洋葱状或者多面体颗粒的碳原子团簇，尺寸在纳米数量级。结构可以分为只有石墨碳层、中空的cnos和非中空的cnos。
2、由于其独特的理化特性，碳纳米洋葱自从其发现起就受到了广泛的关注，由于其自身球状介观尺度的空间结构，碳洋葱具有非常高的比表面积，这使得它在药物传质、超导材料、锂离子电池、储氢材料、催化剂载体、场发射电子源以及超级电容器等诸多领域都具有潜在的应用价值，因此研究人员采取了多种合成方式致力于合成纳米碳洋葱并研究其性质。在过去近30年里，其制备方法主要集中在电弧放电、电子束辐照、等离子体法、纳米金刚石真空热处理、有机金属聚合物热解法、激光照射法等方面，但是这些方法大多需要较高的能量(例如，纳米金刚石热处理制备cnos通常需要超过1400℃的高温条件且保持在真空环境下)或者特殊的催化剂(例如，cvd法制备cnos通常需要ni/al、cu等作为催化剂同时需要超过500℃的高温条件)。
3、至今已经发现的合成碳纳米洋葱的方法仍处于初级阶段，并受到产量、品质、纯度和操作困难等问题的困扰，因此，需发展一些新的技术与方法能够简易制备出高质量的cnos，以满足其在科学研究和应用方面的不足。
技术实现思路b>
1、本专利技术的目的在于提供一种近二维碳纳米洋葱及其水热合成方法，解决了现有合成方法需要较高的能量才能制备出碳纳米洋葱的问题。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术公开了一种近二维碳纳米洋葱的水热合成方法，包括以下步骤：
4、s1、将水滑石进行煅烧，得到煅烧产物cldh；
5、s2、将煅烧产物cldh加入到oii溶液中对oⅱ进行吸附，收集固体产物，制成不同吸附量的吸附产物cldh-oⅱ；
6、s3、将吸附产物cldh-oⅱ进行水热反应，得到沉淀物；
7、s4、用酸洗涤沉淀物，并用水洗涤沾附在沉淀物表面的杂质，得到固体产物，则为所述的近二维碳纳米洋葱。
8、进一步，s1中，水滑石的煅烧温度为300～600℃，煅烧时长为3h。
9、进一步，s2中，将一定质量的煅烧产物cldh加入到不同浓度的oii溶液中，吸附12h后离心分离，收集上清液测定oii浓度，计算oii的吸附量，得到不同吸附量的吸附产物cldh-oⅱ。
10、进一步，s3中，水热反应时长为3-36h，温度为150-250℃。
11、进一步，s3中，水热反应中，吸附产物与水的固液比为1g:5ml～1g:30ml。
12、进一步，s3中，水热反应在反应釜中进行。
13、进一步，s4中，酸采用盐酸。
14、本专利技术还公开了所述水热合成方法制备得到的近二维碳纳米洋葱，所述近二维碳纳米洋葱具备中空环状结构，颗粒大小分布在13～35nm，存在整齐且清晰的同心圆状晶格条纹。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
16、本专利技术公开了一种近二维碳纳米洋葱的水热合成方法。水滑石煅烧产物(即cldh)在水溶液中能够恢复为二维层状水滑石和类水滑石结构，并从溶液中吸附大量阴离子进入其结构片层之间的纳米层间域(通常为1纳米以下)和外表面，这便是水滑石和类水滑石特有的结构记忆效应。利用该结构记忆效应，能够有效的将阴离子型染料橙黄ii(oii)吸附进入纳米层间域以及外表面，并且可通过调控oii的添加量实现oii吸附量的控制。随后进行水热反应，在水热反应过程中有机物在纳米限域的二维空间内聚合，最后形成近二维结构的纳米碳材料，由此实现近二维碳纳米洋葱的制备。水热反应相比于传统的电弧放电、电子束辐照、等离子体法、纳米金刚石真空热处理等方法，反应条件更加温和，所需能量更低；本专利技术的近二维碳纳米洋葱的水热合成方法以水作为反应介质，对环境绿色友好。本专利技术通过水热反应制备近二维碳纳米洋葱，工艺流程简单、易于操作和调控。
17、进一步，本专利技术提供的近二维碳纳米洋葱的水热合成方法，在150-250℃的温度下即可实现碳纳米洋葱的制备，反应条件更加温和。
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1.一种近二维碳纳米洋葱的水热合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种近二维碳纳米洋葱的水热合成方法，其特征在于，S1中，水滑石的煅烧温度为300～600℃，煅烧时长为3h。
3.根据权利要求1所述的一种近二维碳纳米洋葱的水热合成方法，其特征在于，S2中，将一定质量的煅烧产物CLDH加入到不同浓度的OII溶液中，吸附12h后离心分离，收集上清液测定OII浓度，计算OII的吸附量，得到不同吸附量的吸附产物CLDH-OⅡ。
4.根据权利要求1所述的一种近二维碳纳米洋葱的水热合成方法，其特征在于，S3中，水热反应时长为3-36h，温度为150-250℃。
5.根据权利要求1所述的一种近二维碳纳米洋葱的水热合成方法，其特征在于，S3中，水热反应中，吸附产物与水的固液比为1g:5mL～1g:30mL。
6.根据权利要求1所述的一种近二维碳纳米洋葱的水热合成方法，其特征在于，S3中，水热反应在反应釜中进行。
7.根据权利要求1所述的一种近二维碳纳米洋葱的水热合成方法，其特征在于，S4中，酸采用盐
8.权利要求1-6任意一项所述水热合成方法制备得到的近二维碳纳米洋葱，其特征在于，所述近二维碳纳米洋葱具备中空环状结构，颗粒大小分布在13～35nm，存在整齐且清晰的同心圆状晶格条纹。
...【技术特征摘要】
1.一种近二维碳纳米洋葱的水热合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种近二维碳纳米洋葱的水热合成方法，其特征在于，s1中，水滑石的煅烧温度为300～600℃，煅烧时长为3h。
3.根据权利要求1所述的一种近二维碳纳米洋葱的水热合成方法，其特征在于，s2中，将一定质量的煅烧产物cldh加入到不同浓度的oii溶液中，吸附12h后离心分离，收集上清液测定oii浓度，计算oii的吸附量，得到不同吸附量的吸附产物cldh-oⅱ。
4.根据权利要求1所述的一种近二维碳纳米洋葱的水热合成方法，其特征在于，s3中，水热反应时长为3-36h，温度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：赖潘民旺，袁梦瑶，张敏，王姊煜，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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