[发明专利]一种呋咱类衍生物作为氮源的氮掺杂石墨烯的制备方法

说明书

本发明属于材料制备技术领域，尤其涉及一种呋咱类衍生物作为氮源的氮掺杂石墨烯的制备方法。该方法包括：将石墨烯分散于水中，得到石墨烯水溶液；将呋咱类衍生物加入所述石墨烯水溶液，在50～70℃下加热并搅拌30～60min，降温至20～40℃，恒温干燥，得到石墨烯包覆的呋咱类衍生物共晶物；将石墨烯包覆的呋咱类衍生物共晶物研磨成粉末，并加热至500～800℃，恒温3～5h，得到氮掺杂石墨烯。该氮掺杂石墨烯中石墨烯均匀包覆在呋咱类衍生物晶体的表面，不需要使用胶黏剂等助剂，完整的保持了呋咱类衍生物晶体的表面性能。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，尤其涉及一种呋咱类衍生物作为氮源的氮掺杂石墨烯的制备方法。

背景技术

石墨烯(G)是平面单层碳原子紧密结合在一起形成的二维蜂窝晶格材料，厚度为0.35nm左右，是世界上最薄的二维材料。

石墨烯具有很多独特的性能，例如：拉伸强度可达130GPa；载流子迁移率可达15000-25000cm²/Vs(平方厘米每伏秒)，可超过硅片的10倍；热导率可达5000W/mK(瓦每毫导热系数)，是金刚石的3倍；它还具有室温量子霍尔效应及室温铁磁性等。由于这些独特性能，使得石墨烯的电子穿过没有任何阻力、产生的热量少、导电效率高，因此，石墨烯是已知导电性能最优异的材料。

然而，由于石墨烯没有能带隙，其电导性不能像传统的半导体一样完全被控制，而且它表面光滑呈惰性，不利于与其它材料复合。以上缺点限制了石墨烯的应用。

发明内容

本发明提供一种呋咱类衍生物作为氮源的氮掺杂石墨烯的制备方法，旨在解决石墨烯材料不容易与其它材料复合，导致应用范围受限制的问题。

本发明提供的一种呋咱类衍生物作为氮源的氮掺杂石墨烯的制备方法，包括：

将石墨烯分散于水中，得到石墨烯水溶液；所述石墨烯的层数为1～3层；

将呋咱类衍生物加入所述石墨烯水溶液，在50～70℃下加热并搅拌30～60min，降温至20～40℃，恒温干燥，得到石墨烯包覆的呋咱类衍生物共晶物；其中，石墨烯与呋咱类衍生物的质量比为1:6～10，且呋咱类衍生物为二氨基呋咱(DAF)、二氨基氧化偶氮呋咱(DAAzF)和3-氨基-4-硝基呋咱(ANF)等中的至少一种；

将石墨烯包覆的呋咱类衍生物共晶物研磨成粉末，并加热至500～800℃，恒温3～5h，得到氮掺杂石墨烯。

本发明提供的呋咱类衍生物作为氮源的氮掺杂石墨烯的制备方法，利用呋咱类衍生物与石墨烯进行反应，得到氮掺杂含量较高的石墨烯材料。该材料中石墨烯均匀包覆在呋咱类衍生物晶体的表面，完整的保持了呋咱类衍生物晶体的表面性能，因此不需要使用胶黏剂等助剂，最终得到的氮掺杂石墨烯材料容易与其它材料复合，拓展了石墨烯的应用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1是本发明实施例提供的一种呋咱类衍生物作为氮源的氮掺杂石墨烯的制备方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种呋咱类衍生物作为氮源的氮掺杂石墨烯的制备方法的实物流程示意图；

图3是本发明实施例1制备得到的氮掺杂石墨烯的扫描电镜测试图；

图4是本发明实施例1制备得到的氮掺杂石墨烯的X射线光电子能谱测试图；

图5是本发明实施例1制备得到的氮掺杂石墨烯的N1s X射线光电子能谱测试图；

图6是本发明实施例1制备得到的氮掺杂石墨烯的C1s的X射线光电子能谱测试图。

具体实施方式