[发明专利]一种以纳米孔石墨烯为基底生长三维氮掺杂石墨烯的方法有效

专利信息
申请号: 201510320012.7 申请日: 2015-06-11
公开(公告)号: CN104925794A 公开(公告)日: 2015-09-23
发明(设计)人: 王宗花;赵启燕;张菲菲;杨敏;夏建飞 申请(专利权)人: 青岛大学
主分类号: C01B31/04 分类号: C01B31/04;B82Y40/00
代理公司: 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 代理人: 赵妍
地址: 266071 山*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 纳米 石墨 基底 生长 三维 掺杂 方法
【权利要求书】:

1.一种以纳米孔石墨烯为基底生长三维氮掺杂石墨烯的方法,包括以下步骤:

(1)将氧化石墨烯和造孔剂加至分散剂中分散成分散液;

(2)将步骤(1)中制得的分散液置于保护气体氛围中,加热所述分散液,对氧化石墨烯进行碳化和造孔处理,得到多纳米孔的氧化石墨烯前驱体;保护气体流速为50-150L/h;碳化温度1500-2500℃,碳化时间30-60h,控制升温速率为5-10℃/min;

(3)将步骤(2)中的多纳米孔的氧化石墨烯前驱体置于等离子气流中活化,并在等离子气流活化过程中通入碳源和氮源,活化温度600-800℃,活化时间5-15min后停止供应等离子体;

(4)对步骤(3)制得的产物进行升降温处理:在活化温度下开始降温到80-120℃;再升温到180-200℃/min,保温20-30h后,冷却至室温后停止通入碳源和氮源,得到三维纳米多孔氮掺杂石墨烯,升降温速率均为10-20℃/min。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,每100毫升分散剂中溶解氧化石墨烯100mg和造孔剂5-10mg。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述造孔剂为磷化合物、硅化合物或硼化合物。

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,所述分散剂为无水乙醇或去离子水。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)中,所述保护气体为氮气或氩气。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)中,保护气体的流速为120L/h,并以10℃/min的速度升温。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(3)中,所述等离子气流为氩气和氢气的等离子气流,氩气流速为50-150L/h,氢气流速为50-150L/h。

8.根据权利要求7所述的方法,优选的,所述氩气流速为100-120L/h,氢气流速为100-120L/h。

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(3)中,碳源和氮源的浓度和为0.4-0.8mol/L,碳源和氮源的体积比为5:1-2。

10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(3)中,所述碳源为苯蒸汽,氮源为氨气。

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