1. 研究目的与意义（文献综述）

与其他球形碳材料比较,中空碳球不仅具备碳材料的稳定性高、导电性好等特点,同时由于多空结构的引入,还具备了强度高、密度低、比表面积大、导电导热等优势，因而被广泛用于催化、吸附、电极材料等重要领域。空心碳球具有的中空、超薄的独特结构能使电解液快速渗透到内部，还可以提高电子传输速度，使其成为较有潜力的电极材料。因此中空碳球的制备方法也成为了焦点。

纳米级中空碳球hcm的制备方法有：金属还原法、冲击压缩法、高温热解法、气相沉积法（cvd）、水热法和模板法等。^[1]金属还原法常以卤代烃为碳源，利用强金属还原剂，在高压釜中加热反应得到。但由于卤化物毒性大、部分金属还原剂活性大,易发生危险。^[2]冲击压缩法通过在高温下施加瞬时强压，从而改变碳材料微观形貌，但hcm粒径难以控制均一。化学气相沉积法是常用的一种方法，以h₂、n₂、ar等作为载气气体，载着碳源气体充入有金属氧化物等催化剂存在的环境中，常用不饱和键的较活泼的化合物作碳源。这种方法相对来说易于工业化，但能耗较大、成本较高、hcm的形貌、大小的可控性难以实现。^[3][4]水热法通常用蔗糖、纤维素等生物原料为碳源，加入表面活性剂于不锈钢反应釜中高温下反应，然后碳化得到hcm。^[5]

目前，介孔碳的合成方法主要有硬模板法和软模板法。最早由ryoo等报道的介孔碳材料便是以mcm-48为硬模板合成出来的。^[6]硬模板法又称纳米刻蚀法，其合成可概括为四个主要的合成步骤，分别是模板的合成、前躯体的装载、前躯体的转化以及模板的脱除。硬模板法制备出来的材料稳定性好、有序度高、导电性能优良，制作方法简单，通过调节模板的结构或者是有机碳源的量可以得到微观结构不同的介孔碳材料，它有很多其他方法无法代替的优点。硬模板法采用刚性材料作为模板，而软模板法利用液滴或胶束作为模板。软模板由于自行组装的特性，一般都比较容易生成，对反应设备没有特殊要求，但由于软模板聚集状态的可变性，导致其不够稳固，使得hcm形貌大小不易控制，产率不够高。^[7][8]

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究（设计）的基本内容

本研究中采用酚醛树脂为前驱体，与正硅酸乙酯水热合成，高温碳化得到单分散碳微球，再用氢氟酸除去二氧化硅，得到中空结构。合成过程加入氨水进行介孔碳的结构改性。

2.2目标

3. 研究计划与安排

第1——3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需实验进程。确定方案，完成开题报告；

第4——7周：合成中空碳球，探究制备条件；

第8 ——12周：对所合成材料进行表征，测试孔隙大小和储钾性能，利用电化学方法检测该材料在电池体系中作为负极的容量、功率和循环特性；

4. 参考文献（12篇以上）

1. [1]汤雪梅. 基于中空碳球的锂离子电池负极材料的研究[d].北京化工大学,2016.

   [2]李云倩. 功能化多孔碳材料的制备及其应用研究[d].河北科技大学,2017.

   [3]王玉天. 化学气相沉积用铂、铱金属有机化合物的合成及其应用研究[d].昆明理工大学,2016.

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