[发明专利]一种氮掺杂石墨烯/铁酸锌纳米复合材料及其制备

摘要

本发明公开了一种氮掺杂石墨烯/铁酸锌纳米复合材料及制备。将氧化石墨于乙二醇中进行超声分散；将硝酸锌和硝酸铁溶解在水中；加入到上述的氧化石墨烯溶液中，并将其分散均匀；最后将尿素加入到上述分散均匀的混合溶液中，溶解后，转移至水热釜中进行溶剂热合成反应，产物经离心洗涤和干燥后，获得氮掺杂石墨烯/铁酸锌纳米复合材料。本发明采用尿素对氧化石墨烯进行还原，在还原的同时，在石墨烯的表面掺杂了氮原子，氮原子的掺杂改变了石墨烯表面化学性质，弥补了化学法制备石墨烯存在的表面缺陷同时，尿素提供的碱性，使铁酸锌在氮掺杂石墨烯的表面形成，同时铁酸锌纳米粒子能够进一步阻止石墨烯层与层之间的堆积团聚，提高复合材料的电化学性能。

主权项

一种氮掺杂石墨烯/铁酸锌纳米复合材料，其特征在于所述复合材料由基体材料氮掺杂石墨烯和铁酸锌组成，其中，基体材料氮掺杂石墨烯与铁酸锌的质量比为1:3～1:10；所述的基体材料氮掺杂石墨烯中氮的掺杂量为1～2％，其中，所述的氮掺杂石墨烯/铁酸锌纳米复合材料通过以下步骤制备：第一步：将氧化石墨在乙二醇中超声分散，得到分散均匀的氧化石墨烯溶液；第二步：将硝酸锌和硝酸铁溶于去离子水中，并搅拌致其完全溶解；第三步：将溶解的混合金属盐溶液倒入第一步所得到的氧化石墨烯溶液中，并搅拌使其混合均匀；第四步：将尿素加入到第三步所得到混合体系中，再次搅拌，使其分散均匀，其中尿素与氧化石墨的质量比为100:1～200:1；第五步：将上述混合均匀的混合溶液转移至水热釜中，在120～200℃下进行水热反应；第六步：将第五步产物进行离心分离，并多次用去离子水洗涤、干燥后获得氮掺杂石墨烯/铁酸锌纳米复合材料。