[发明专利]氮掺杂石墨烯纳米带及其制备方法

权利要求书

1.一种氮掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将分别承装有碳源和催化剂前驱体的两个容器放置于两端分别设置有气体入口和气体出口的石英管反应器中，并使两个容器靠近气体入口；其中，所述催化剂前驱体为三氯化铁，碳源为固态含氮有机化合物；

（2）将石英管反应器置于管式加热设备中；

（3）向石英管反应器中通入惰性保护气，开启加热设备至反应温度，挥发为气态的催化剂前驱体和碳源在惰性保护气体载气的带动下，进入石英管反应器中部的高温区进行化学气相沉积反应，待容器内物料挥发完毕后停止加热；

（4）将石英管反应器在惰性保护气氛下冷却至室温，收集石英管反应器中的产品，获得氮掺杂铁填充碳纳米管；

（5）将氮掺杂铁填充碳纳米管放入氧化剂溶液中，经超声分散后置于油浴中加热回流；冷却至室温，水洗至中性，真空干燥，得到氮掺杂石墨烯纳米带。

2.根据权利要求1所述氮掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述碳源与催化剂前驱体的质量比为1：0.5-5。

3.根据权利要求1所述氮掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述含氮的固态有机化合物为三聚氰胺、双氰胺、六亚甲基四胺和咪唑中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述氮掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述惰性保护气为氩气、氦气和氮气中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述氮掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述反应温度为700～1000℃。

6.根据权利要求1所述氮掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为浓硝酸与浓硫酸的混合液或硝酸溶液，所述浓硝酸与浓硫酸的混合溶液为浓度为65wt%的浓硝酸与98wt%的浓硫酸按体积比V/V=1:2-4混合得到的混合液，所述硝酸溶液为浓度为40 -65wt%的硝酸溶液。

7.根据权利要求1所述氮掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述加热回流温度为70-140 ^oC。

8.根据权利要求1所述氮掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述加热回流时间为0.5-18 h。

9.一种氮掺杂石墨烯纳米带，其特征在于，采用权利要求1-8任意一项所述氮掺杂石墨烯纳米带的制备方法制备而成。

10.一种权利要求9所述氮掺杂石墨烯纳米带的用途，其特征在于，所述氮掺杂石墨烯纳米带能作为阳极材料应用于锂电池中。