[发明专利]一种硼氮共掺杂石墨烯及其制备方法

权利要求书

1.一种硼氮共掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，按质量比为1∶1～4∶1～4的比例取氧化石墨、尿素和三氧化二硼混合均匀置于反应器中；然后，往反应器中通入保护性气体，所述保护性气体的通入流速为150～300ml/min；接着，以15～20℃/min的升温速度将反应器中的温度升温至800～900℃，并保持30min～2h；最后，在流速为150～300ml/min的保护性气体中降温至室温，制得硼氮共掺杂石墨烯。

2.如权利要求1所述的一种硼氮共掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，所述保护性气体为氩气、氮气及氦气中的至少一种。

3.如权利要求1所述的一种硼氮共掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，所述反应器为管式炉。

4.如权利要求1所述的一种硼氮共掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨、尿素和三氧化二硼的质量比为1∶3∶3。

5.如权利要求1所述的一种硼氮共掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨采用如下步骤制得：

将石墨加入浓硫酸和浓硝酸组成的混合酸液中形成混合液，将混合液的温度保持在-2～2℃搅拌10～30min；向混合液中慢慢地加入高锰酸钾，继续将混合液的温度保持在-2～2℃搅拌1h；将混合液升温至80～90℃并保持0.5～2h；向混合液中加入去离子水，继续在80～90℃保温0.5～2h；及向混合液中加入过氧化氢除去高锰酸钾，抽滤，依次用稀盐酸和去离子水对固体物进行洗涤，干燥固体物后得到氧化石墨；所述石墨与所述浓硫酸及浓硝酸的固液比为1g∶80～110ml∶15～35ml；所述石墨与所述高锰酸钾的质量比为1∶1～10；高锰酸钾与过氧化氢的固液比为1g∶1～3ml。

6.如权利要求5所述的一种硼氮共掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，所述石墨的纯度为90％～99.9％。

7.一种硼氮共掺杂石墨烯，其特征在于，所述硼氮共掺杂石墨烯由权利要求1～6中任一权利要求所述的制备方法制得。

8.如权利要求7所述的一种硼氮共掺杂石墨烯，其特征在于，所述硼氮共掺杂石墨烯中硼元素和氮元素的掺杂量均为4％～10％。