一種多孔海膽狀Fe3O4@C複合材料及其製備方法與流程

2023-10-20 02:24:32 4

本發明屬於半導體複合納米材料製備工藝技術領域，涉及一種多孔海膽狀Fe3O4@C複合材料的製備方法。

技術背景

四氧化三鐵(Fe3O4)是一種重要的尖晶石型鐵氧體，從20世紀40年代開始進行系統研究和生產以來，鐵氧體材料得到了極其迅速的發展。它們已在磁流體、電子器件、信息儲存、磁性分離、藥物輸傳、磁共振成像以及蛋白質吸附等領域都有著廣泛應用。

然而，單純的四氧化三鐵，因其易變質，性質不穩定等確定，限制其應用。近年來，核殼結構的納米複合材料由於其本身的可控的物理化學性質成為了當今納米研究領域的研究熱點，並且受到了科學家們越來越多的重視。通常情況下，利用性能非常穩定的碳來包覆比較容易氧化變質的Fe3O4製取複合材料，可以使材料的綜合性能顯著提高。目前，以碳包覆Fe3O4製備的納米複合材料主要有：(1)利用葡萄糖作為碳源與Fe3O4混合碳化製備磁性核殼結構，但其缺點是多為球形顆粒堆積結構(2)以介孔二氧化矽為模板合成Fe3O4介孔碳複合材料。(3)以水熱法合成包覆油酸的α-Fe3O4粒子為前驅體，再在氬氣氣氛下500℃煅燒1小時，得到Fe3O4/C納米複合材料，其形狀為紡錘形。(4)採用均勻沉澱方法製備活性炭/Fe3O4粒子和碳納米管/Fe3O4粒子等複合材料。但是，這些碳包覆的Fe3O4納米複合材料的共同特點是：比表面積低，孔隙率低，且材料表面沒有經過進一步功能化來增加其官能團，因此使碳包覆的Fe3O4納米複合材料的應用受到限制。

然而，在一些特殊應用領域，如吸附、藥物輸傳等，需要大的比表面積等特性，有序介孔碳是一種具有高比表面積、大的孔容、均一可調的孔徑、介觀結構可控的納米材料，其在催化、吸附、光學器件和電化學領域有著廣泛的應用。將介孔碳和Fe3O4複合而製備的磁性微球可用於廢水處理、催化劑載體、生物分離等領域。儘管目前有人採用多種方法製備多孔磁性複合材料。如專利號為CN103585955A中，採用傳統水熱法製備C/Fe3O4納米粒子，並利用小粒徑Fe3O4作為造孔劑，通過低溫碳化，酸性刻蝕形成表面帶孔隙珊瑚狀複合材料C/Fe3O4。CN103417974A中，採用還原鐵粉為原料，用硝酸溶解磁場共沉澱，得到多孔花狀Fe3O4納米結構，再以聚乙烯醇為交聯劑，對甲基苯磺酸為表面活性劑，使多孔花狀Fe3O4與半乳糖作混合併經高溫碳化，得到碳包覆的多孔狀Fe3O4納米結構。Huang等人，在「Rapid removal of heavy metal cations and anions from aqueous solutions by an amino-functionalized magnetic nano-adsorbent」，採用Fe2+and Fe3+共沉澱合成Fe3O4，再包覆PAA，最後DETA氨化，得到Fe3O4複合結構。然而，現有方法複雜、耗時長、耗能大，吸附性、分離性不高，不好控制，且不適大量生產，在一定程度上限制了它的實際應用。且製備良好分散性、粒徑均一多孔海膽狀Fe3O4@C複合材料仍然是非常困難的。鑑於此，本發明試圖通過簡單、低成本方法製備一種多孔海膽狀Fe3O4@C複合材料，且該材料具有較高的重金屬離子吸附性能。

技術實現要素：

本發明所要解決的首要技術問題是提供一種工藝簡單、成本低、反應周期短、均勻的、多孔海膽狀Fe3O4@C複合材料的製備方法。

一種多孔海膽狀Fe3O4@C複合材料的製備方法，包括以下步驟：

a.將氯化鐵溶於乙二醇中，攪拌，形成氯化鐵溶液；

b.將二乙烯三胺加入所述氯化鐵溶液中，攪拌，形成混合溶液；

c.將步驟b中所述混合溶液加入到反應釜中，加熱至一定溫度，反應一定時間，形成前驅體；

d.將步驟c得到的前驅體在惰性氣體或真空環境下煅燒，即得產品。

進一步地，所述步驟b的二乙烯三胺與氯化鐵的摩爾比為(1-9)：1。

進一步地，所述步驟a的氯化鐵溶液濃度為1×10-5-8×10-5mol/mL。

進一步地，所述步驟b的攪拌時間為10-50分鐘。

進一步地，所述的步驟c的一定溫度為120-200℃，反應一定時間為4-12h。

進一步地，所述步驟d的惰性氣體為氮氣或氬氣。

進一步地，所述步驟d中煅燒溫度為300～800℃，煅燒的時間為90～300min。

進一步地，所述步驟d中煅燒的升溫速度為5～30℃/min。

本發明還包括，一種多孔海膽狀Fe3O4@C複合材料，其特徵在於，使用上述製備方法製備的多孔海膽狀Fe3O4@C。

進一步地，所述多孔海膽狀的Fe3O4@C複合材料為核殼結構，內核為Fe3O4，圍繞內核包覆的為C；所述Fe3O4@C由球形結構和環繞球形結構的刺狀結構構成,所述球形結構含有通孔，所述球形結構的直徑為0.6μm-2.32μm，所述刺狀結構的長度為1.07μm-1.63μm。

本發明與現有技術相比，其突出效果是：本發明的多孔海膽狀Fe3O4@C的製備方法，製備工藝簡單，對設備要求低，可控程度高。通過合理的工藝控制，實現多孔海膽狀Fe3O4@C的製備，該海膽狀Fe3O4@C大小均勻、分散良好、形貌新穎，所述球形結構含有通孔，有較好的多孔性，比表面積大，吸附性能好，具有較高的重金屬離子吸附能力，在能源、環保行業具有廣泛的應用。

附圖說明

圖1是實例2所製備的多孔海膽狀Fe3O4@C的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。

圖2是實例2所製備的多孔海膽狀Fe3O4@C的透射電子顯微鏡(TEM)照片。

圖3是實例2所製備的多孔海膽狀Fe3O4@C的透射電子顯微鏡(TEM)照片。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，但不限定本發明，本實施例中氯化鐵採用六水氯化鐵。

實施例1

一種多孔海膽狀Fe3O4@C複合材料的製備方法，具體步驟如下：

a.將0.8g六水氯化鐵溶於50ml乙二醇中，攪拌40分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為5.93×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入1g二乙烯三胺(DETA)，攪拌40min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為3.02：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，180℃下反應8小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氮氣作為保護氣體，流速為200cm3/min，以20℃/min的升溫速度由室溫升至350℃，恆溫120min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

實施例2

一種Fe3O4@C多孔海膽狀核殼結構的製備方法，具體步驟如下：

a.將0.4g六水氯化鐵溶於40ml乙二醇中，攪拌30分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為3.70×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入0.5g二乙烯三胺(DETA)，攪拌30min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為3.02：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，160℃下反應6小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氮氣作為保護氣體，流速為300cm3/min，以5℃/min的升溫速度由室溫升至450℃，恆溫180min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

附圖1-3為該方法製備的多孔海膽狀Fe3O4@C的SEM和TEM圖，由附圖可知成功製備出了Fe3O4@C複合材料，Fe3O4@C複合材料為核殼結構，內核為Fe3O4，圍繞內核包覆的為C；所述Fe3O4@C由球形結構和環繞球形結構的刺狀結構構成,所述球形結構含有通孔，所述球形結構的直徑為0.6μm-2.32μm，所述刺狀結構的長度為1.07μm-1.63μm。尺寸均勻，為多孔結構，可以用於吸附重金屬離子，廣泛的應用於能源、環保行業中。

實施例3

該實施例與實施例2的區別在於氯化鐵的量改變為0.8g，其他與實施例2相同，具體如下：

a.將0.8g六水氯化鐵溶於40ml乙二醇中，攪拌30分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為7.41×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入0.5g二乙烯三胺(DETA)，攪拌30min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為1.51：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，160℃下反應6小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氮氣作為保護氣體，流速為300cm3/min，以5℃/min的升溫速度由室溫升至450℃，恆溫180min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

實施例4

該實施例與實施例2的區別在於氯化鐵的量改變為0.2g，其他與實施例2相同，具體如下：

a.將0.2g六水氯化鐵溶於40ml乙二醇中，攪拌30分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為1.85×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入0.5g二乙烯三胺(DETA)，攪拌30min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為6.04：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，160℃下反應6小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氮氣作為保護氣體，流速為300cm3/min，以5℃/min的升溫速度由室溫升至450℃，恆溫180min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

實施例5

該實施例與實施例2的區別在於攪拌時間改變為60min，其他與實施例2相同，具體如下：

a.將0.4g六水氯化鐵溶於40ml乙二醇中，攪拌60min，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為3.70×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入0.5g二乙烯三胺(DETA)，攪拌60min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為3.02：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，160℃下反應6小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氮氣作為保護氣體，流速為300cm3/min，以5℃/min的升溫速度由室溫升至450℃，恆溫180min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

實施例6

該實施例與實施例2的區別在於二乙烯三胺(DETA)的量改變為1g，其他與實施例2相同，具體如下：

a.將0.4g六水氯化鐵溶於40ml乙二醇中，攪拌30分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為3.70×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入1g二乙烯三胺(DETA)，攪拌30min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為6.04：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，160℃下反應6小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氮氣作為保護氣體，流速為300cm3/min，以5℃/min的升溫速度由室溫升至450℃，恆溫180min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

實施例7

該實施例與實施例2的區別在於反應溫度改變為180℃，其他與實施例2相同，具體如下：

a.將0.4g六水氯化鐵溶於40ml乙二醇中，攪拌30分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為3.70×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入0.5g二乙烯三胺(DETA)，攪拌30min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為3.02：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，180℃下反應6小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氮氣作為保護氣體，流速為300cm3/min，以5℃/min的升溫速度由室溫升至450℃，恆溫180min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

實施例8

該實施例與實施例2的區別在於反應時間改變為8小時，其他與實施例2相同，具體如下：

a.將0.4g六水氯化鐵溶於40ml乙二醇中，攪拌30分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為3.70×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入0.5g二乙烯三胺(DETA)，攪拌30min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為3.02：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，160℃下反應8小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氮氣作為保護氣體，流速為300cm3/min，以5℃/min的升溫速度由室溫升至450℃，恆溫180min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽Fe3O4@C。

實施例9

該實施例與實施例2的區別在於升溫速度改變為20℃/min，其他與實施例2相同，具體如下：

a.將0.4g六水氯化鐵溶於40ml乙二醇中，攪拌30分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為3.70×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入0.5g二乙烯三胺(DETA)，攪拌30min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為3.02：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，160℃下反應6小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氮氣作為保護氣體，流速為300cm3/min，以20℃/min的升溫速度由室溫升至450℃，恆溫180min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

實施例10

該實施例與實施例2的區別在於升溫速度改變為30℃/min，其他與實施例2相同，具體如下：

a.將0.4g六水氯化鐵溶於40ml乙二醇中，攪拌30分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為3.70×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入0.5g二乙烯三胺(DETA)，攪拌30min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為3.02：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，160℃下反應6小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氮氣作為保護氣體，流速為300cm3/min，以30℃/min的升溫速度由室溫升至450℃，恆溫180min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

實施例11

該實施例與實施例2的區別在於退火速度改變為300℃，其他與實施例2相同，具體如下：

a.將0.4g六水氯化鐵溶於40ml乙二醇中，攪拌30分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為3.70×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入0.5g二乙烯三胺(DETA)，攪拌30min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為3.02：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，160℃下反應6小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氮氣作為保護氣體，流速為300cm3/min，以5℃/min的升溫速度由室溫升至300℃，恆溫180min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

實施例12

該實施例與實施例2的區別在於退火速度改變為600℃，其他與實施例2相同，具體如下：

a.將0.4g六水氯化鐵溶於40ml乙二醇中，攪拌30分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為3.70×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入0.5g二乙烯三胺(DETA)，攪拌30min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為3.02：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，160℃下反應6小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氮氣作為保護氣體，流速為300cm3/min，以5℃/min的升溫速度由室溫升至600℃，恆溫180min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

實施例13

該實施例與實施例2的區別在於退火時間改變為90min，其他與實施例2相同，具體如下：

a.將0.4g六水氯化鐵溶於40ml乙二醇中，攪拌30分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為3.70×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入0.5g二乙烯三胺(DETA)，攪拌30min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為3.02：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，160℃下反應6小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氮氣作為保護氣體，流速為300cm3/min，以5℃/min的升溫速度由室溫升至450℃，恆溫90min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

實施例14

該實施例與實施例2的區別在於退火時間改變為300min，其他與實施例2相同，具體如下：

a.將0.4g六水氯化鐵溶於40ml乙二醇中，攪拌30分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為3.70×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入0.5g二乙烯三胺(DETA)，攪拌30min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為3.02：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，160℃下反應6小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氮氣作為保護氣體，流速為300cm3/min，以5℃/min的升溫速度由室溫升至450℃，恆溫300min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

實施例15

該實施例與實施例2的區別在於氣體流速改變為150cm3/min，其他與實施例2相同，具體如下：

a.將0.4g六水氯化鐵溶於40ml乙二醇中，攪拌30分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為3.70×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入0.5g二乙烯三胺(DETA)，攪拌30min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為3.02：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，160℃下反應6小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氮氣作為保護氣體，流速為150cm3/min，以5℃/min的升溫速度由室溫升至450℃，恆溫180min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

實施例16

該實施例與實施例2的區別在於氣體流速改變為400cm3/min，其他與實施例2相同，具體如下：

a.將0.4g六水氯化鐵溶於40ml乙二醇中，攪拌30分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為3.70×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入0.5g二乙烯三胺(DETA)，攪拌30min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為3.02：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，160℃下反應6小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氮氣作為保護氣體，流速為400cm3/min，以5℃/min的升溫速度由室溫升至450℃，恆溫180min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

實施例17

該實施例與實施例2的三，其他與實施例2相同，具體如下：

一種Fe3O4@C多孔海膽狀核殼結構的製備方法，具體步驟如下：

a.將1.3g六水氯化鐵溶於60.5ml乙二醇中，攪拌30分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為8×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入0.5g二乙烯三胺(DETA)，攪拌30min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與氯化鐵的摩爾比為1：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，160℃下反應6小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，通入氬氣作為保護氣體，流速為300cm3/min，以5℃/min的升溫速度由室溫升至450℃，恆溫180min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

實施例18

一種Fe3O4@C多孔海膽狀核殼結構的製備方法，具體步驟如下：

a.將0.15g六水氯化鐵溶於53.8ml乙二醇中，攪拌30分鐘，形成氯化鐵溶液，氯化鐵溶液的濃度為1×10-5mol/mL；

b.將步驟a中氯化鐵溶液中加入0.5g二乙烯三胺(DETA)，攪拌30min，形成混合溶液；所述的二乙烯三胺與六水氯化鐵的摩爾比為9：1。

c.將所述混合溶液加入到四氟乙烯反應釜中，並將反應釜放到恆溫箱中，160℃下反應6小時後，即得到黑色沉澱物。

d.將步驟c的黑色沉澱物處理，即取出，離心，清洗，乾燥處理，得到多孔的海膽狀Fe3O4@C前驅體。

e.將步驟d得到的前驅體放在管式爐中，真空條件下，以5℃/min的升溫速度由室溫升至450℃，恆溫180min，隨後該系統被自然冷卻到室溫，即得到多孔的海膽狀Fe3O4@C。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。