[发明专利]一种化学法制备的多孔多元素掺杂石墨烯及其制备方法

权利要求书

1.一种化学法制备的多孔多元素掺杂石墨烯，其特征在于，石墨烯薄片呈现二维片状结构，且表面具有丰富的面内孔洞；具有一种或多种杂元素掺杂，所述掺杂元素为：氮元素：质量分数4%-10%，硫元素：质量分数2%-6%，氧元素：质量分数5%-12%。

2.一种多孔多元素掺杂石墨烯的制备方法，采用化学法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）将有机小分子前驱体与氧化性无机金属盐混合，使其均匀溶解在水溶液中，形成混合溶液；

（2）将混合溶液加热至反应温度，进行回流反应，待其完全聚合后直接用液氮快速冷却至成冰块固体；

（3）将冰块固体通过冷冻干燥的方式除去水分，得到干燥粉末；

（4）将干燥粉末至于管式炉中、惰性气体氛围下煅烧；

（5）将煅烧后的固体至于热强酸溶液中，除去金属，过滤，清洗干燥，得到所述多孔多元素掺杂石墨烯产物。

3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的有机小分子是吡咯、苯胺、多巴胺、2-硫代-4-噻唑烷酮中的一种或者多种组合；所述的无机非金属盐是氯化铁、高锰酸钾中的一种。

4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述有机小分子和无机金属盐的质量比例控制在1:（3-8）。

5.根据权利要求2或3所述制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的反应温度控制在80-100摄氏度之间，回流聚合反应时间控制在12-72小时。

6. 根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述的煅烧温度为800-1100摄氏度，煅烧时间为1-4小时，升温速率2-5 摄氏度/分钟。

7. 根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，步骤（5）中所述的强酸除去金属过程中，强酸溶液是1-3 摩尔/升的硫酸或盐酸溶液，温度保持在40-60摄氏度之间，反应时间24-72小时。