[发明专利]氮掺杂石墨烯‑碳纳米角复合材料的制备及应用

摘要

本发明提供一种氮掺杂石墨烯‑碳纳米角复合材料的制备方法及应用，属于功能碳材料领域。本发明的氮掺杂石墨烯‑碳纳米角复合材料的制备方法为氧化石墨烯在生物质原料的存在下超声分散为均匀溶液，而后加入氮源物质和碳纳米角，再次超声均匀分散后得到氧化石墨烯‑生物质‑氮源物质‑碳纳米角混合物溶液，将该混合物干燥至恒重，得含氮前驱体混合物；而后将其常压高温热解，得所述氮掺杂石墨烯‑碳纳米角复合材料，制备的氮掺杂石墨烯‑碳纳米角复合材料可用于锂离子电池和超级电容器电极材料。本发明制备方法简单，所获得的复合材料结构疏松、氮掺杂石墨烯纳米片分散性好。该方法为氮掺杂石墨烯基复合材料的制备提供了新途径。

主权项

一种氮掺杂石墨烯‑碳纳米角复合材料的生物质辅助制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备前驱体：在去离子水中，氧化石墨烯在生物质原料的存在下超声分散为均匀溶液，而后加入氮源物质和碳纳米角，再次超声均匀分散后得到氧化石墨烯‑生物质‑氮源物质‑碳纳米角混合物溶液；将该溶液在60℃下干燥至恒重，得含氮前驱体混合物；所述的生物质原料包括纤维素、茶皂素、碱木素、酶解木质素、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸铵或海藻中的一种或者多种；生物质原料与氧化石墨烯的质量比为1:200~1:2；氮源物质与氧化石墨烯的质量比为1:200~100:1；碳纳米角与氧化石墨烯的质量比为1:200~1:6；（2）制备氮掺杂石墨烯‑碳纳米角复合材料：将含氮前驱体混合物置于反应器中，向反应器中通入惰性气体，使反应器中的气氛为惰性环境，接着升温至500~1100℃，在常压下充分热解1~3小时后降至室温，得到氮掺杂石墨烯‑碳纳米角复合材料。