一种核壳结构的金刚石颗粒及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种核壳结构的掺杂金刚石颗粒，其特征在于：所述核壳结构的金刚石颗粒包括核心材料、包覆核心材料的外壳层，所述核心材料选自三维立体结构的陶瓷材料或金属，所述核心材料的尺寸为200nm-30mm，所述外壳为掺杂金刚石薄膜，其中掺杂元素选自为硼、氮、磷、锂中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的一种核壳结构的掺杂金刚石颗粒，其特征在于：所述核心材料选自无规则或有规则的三维立体结构的陶瓷材料或金属，其中所述陶瓷材料选自a12o3、zro2、sic、si3n4、bn、b4c、aln、wc、cr7c3中的至少一种，所述金属选自镍、铌、铜、钛、钴、钨、钼、铬、铁中的一种或其合金中的一种。3.根据权利要求1或2所述的一种核壳结构的掺杂金刚石颗粒，其特征在于：所述核心材料选自粒径为0.5～10mm的碳化硅或钛，所述核心材料为球形结构。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种核壳结构的掺杂金刚石颗粒，其特征在于：所述掺杂金刚石薄膜的厚度为5nm-20μm，晶型结构为多晶；所述掺杂金刚石薄膜中掺杂浓度＞10
21
cm-3
；所述掺杂金刚石薄膜的掺杂方式包含恒定掺杂、多层变化掺杂、梯度掺杂的一种或多种组合。5.根据权利要求1所述的一种核壳结构的掺杂金刚石颗粒，其特征在于：所述掺杂金刚石薄膜为多孔结构的掺杂金刚石薄膜，所述掺杂金刚石薄膜中孔洞的孔径为10nm-200nm。6.根据权利要求1所述的一种核壳结构的掺杂金刚石颗粒，其特征在于：所述包覆层表面设置有修饰层，所述修饰层选自端基修饰、金属修饰、碳材料修饰、有机物修饰中一种或多种组合。7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种核壳结构的掺杂金刚石颗粒的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：先将核心材料表面种植纳米金刚石籽晶，然后将种植有金刚石籽晶的核心材料进行化学气相沉积生长掺硼金刚石薄膜即得核壳结构的金刚石颗粒，所述化学气相沉积时，通过气体的质量流量比为氢气：甲烷：掺杂气源＝98：2：0.3-0.6，生长压力为2-5kpa，生长温度为800-850℃，生长次数为2-6次，每生长1次，将核心材料取出，摇晃核心材料后，再继续生长，单次生长的时间为3-6h，所述掺杂气源选自磷化氢、氨气、硼烷中的至少一种。8.根据权利要求7所述的一种核壳结构的掺杂金刚石颗粒的制备方法，其特征在于：所述化学气相沉积为热丝化学气相沉积，热丝的温度为2500-2700℃。9.根据权利要求6所述的一种核壳结构的掺杂金刚石颗粒的制备方法，其特征在于：将掺硼金刚石颗粒进行刻蚀处理，获得多孔结构的掺硼金刚石薄膜；所述刻蚀处理的过程包括高温气氛刻蚀处理、高温金属处理刻蚀，等离子体刻蚀的至少一种。10.根据权利要求1-6任意一项所述的一种核壳结构的掺杂金刚石颗粒的应用，其特征在于：将掺杂金刚石颗粒作为电极用于电化学污水净化处理、电化学生物传感器、电化学合成、电化学检测领域、臭氧发生器中的一种。

技术总结
本发明公开了一种核壳结构的金刚石颗粒及其制备方法和应用，所述核壳结构的金刚石颗粒包括核心材料、包覆核心材料的外壳层，所述核心材料选自三维立体结构的金属或陶瓷材料，所述核心材料的尺寸为200nm-30mm，所述外壳为掺杂金刚石薄膜，其中掺杂元素选自为硼、氮、磷、锂中的一种或多种；本发明以三维立体结构的碳化物或金属作为核心材料，在其表面生长多晶的掺杂金刚石薄膜，最终所得掺杂金刚石颗粒具有优异的导电性，具有高的比表面积且对环境无毒理性、信噪比高。信噪比高。信噪比高。


技术研发人员：魏秋平 施海平 施应洁 施帅 施振 周科朝 谭际麟 王宝峰
受保护的技术使用者：湖南新锋先进材料科技有限公司
技术研发日：2021.09.22
技术公布日：2022/2/28