[发明专利]氮掺杂石墨烯纳米带的制备方法

摘要

本发明提供一种氮掺杂石墨烯纳米带的制备方法，该方法利用光催化化学气相沉积制备结构完整、尺寸均一性较好的碳纳米壁粉末，将碳纳米壁粉末氧化得到氧化碳纳米壁浆料，并将该氧化碳纳米壁浆料同时进行剥离和氮掺杂得到氮掺杂石墨烯纳米带。碳纳米壁粉的氧化在较低的温度下进行，条件较为温和，氧化后的碳纳米壁的层间距较大，有利于剥离，使得剥离和氮掺杂能够同时进行，制备得到尺寸均一性较好的氮掺杂石墨烯纳米带。

主权项

一种氮掺杂石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：使用稀酸溶液对金属衬底进行刻蚀；在无氧和第一保护气体的氛围下，将所述金属衬底加热至600℃~900℃；在紫外光的照射下，向所述金属衬底表面通入甲烷、乙烷、丙烷、乙炔及乙醇中的一种，经过光催化化学气相沉积反应30分钟~300分钟，在所述金属衬底表面生成碳纳米壁；反应完成后，在所述第一保护气体的氛围下将附有碳纳米壁的金属衬底冷却至室温，然后将所述碳纳米壁从所述金属衬底的表面刮下，得到碳纳米壁粉末；将所述碳纳米壁粉末加入0℃的浓硫酸中，再加入高锰酸钾得到第一混合物，将所述第一混合物保持在10℃以下搅拌2小时后在室温水浴中搅拌24小时，然后在冰浴条件下向所述第一混合物中加入去离子水，反应15分钟后得到反应液，向所述反应液中加入双氧水溶液，再进行抽滤、洗涤得到氧化碳纳米壁浆料，其中，所述碳纳米壁粉末、高锰酸钾和浓硫酸的固液比为1g:3g:23mL，所述浓硫酸、去离子水与双氧水溶液的体积比为1.15:4.6:14；将所述氧化碳纳米壁浆料与尿素、硝酸铵、碳酸铵及碳酸氢铵中的一种按质量比1:0.01~0.5进行混合得到第二混合物，将所述第二混合物于第二保护气体气氛中、500℃~1000℃下处理10分钟~300分钟，得到氮掺杂石墨烯纳米带。