[发明专利]氮掺杂石墨烯及其制备方法以及应用有效
| 申请号： | 202110362692.4 | 申请日： | 2021-04-02 |
| 公开（公告）号： | CN113086974B | 公开（公告）日： | 2021-11-19 |
| 发明（设计）人： | 王城;宋明;夏维东;杨成鹏 | 申请（专利权）人： | 合肥碳艺科技有限公司 |
| 主分类号： | C01B32/184 | 分类号： | C01B32/184;B01J21/18;B01J27/24 |
| 代理公司： | 合肥天明专利事务所(普通合伙) 34115 | 代理人： | 张梦媚 |
| 地址： | 230088 安徽省合肥市高新区望江西*** | 国省代码： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 掺杂 石墨 及其 制备 方法 以及 应用 | ||
1.一种氮掺杂石墨烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
形成旋转电弧区域，所述旋转电弧区域包括中心部和边缘部；
引导氮源至所述中心部，引导碳源至所述边缘部，在电弧引发下反应获得氮掺杂石墨烯；
其中，所述旋转电弧区域的放电电流为0.1-500安培，放电功率为100-100000瓦，轴向磁场为0.03-0.5T，电弧转速为50-5000转/秒，电子能量为0.5-3.0eV，重粒子温度为1500-30000K，气体平均温度为500-5000K，放电气压为0.1-2.0bar。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述旋转电弧区域采用磁旋转电弧装置，在一对同轴的棒状阴极和环形阳极之间运行，在环形磁铁的轴向磁场作用下形成圆盘状电弧区域。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源选自烃类化合物，所述烃类化合物选自烷烃、烯烃、炔烃、环烃、芳香烃中的至少一种。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮源为氮气或含氮混合气体。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述含氮混合气体由氮气和其他气体混合而成，所述其他气体选自氢气、氩气、氦气、一氧化碳中的至少一种；
所述含氮混合气体中，氮气与其他气体的摩尔流量比不低于1：10。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源中的碳原子与所述氮源中的氮原子的摩尔流量比不高于1：5；
所述碳源和所述氮源总的碳原子与总的氢原子的摩尔流量比不低于1：4，不高于1：1。
7.一种氮掺杂石墨烯，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的制备方法制得。
8.如权利要求7所述的氮掺杂石墨烯，其特征在于，所述氮掺杂石墨烯中，石墨烯片的层数在1~10之间，尺寸在100~300nm；氮原子掺杂水平在1%~16%，氮原子的化学构型包括吡咯型氮，所述吡咯型氮原子与总掺杂氮原子的数量之比不低于7：10。
9.一种氮掺杂石墨烯在用于制备吸波材料、催化剂或催化剂载体中的应用，其特征在于，所述氮掺杂石墨烯采用如权利要求1-6任一项所述的制备方法制得。
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