[发明专利]利用天然多孔及层状结构蔬菜制备多原子自掺杂石墨烯的方法

摘要

本发明涉及利用天然多孔及层状结构蔬菜制备多原子自掺杂石墨烯的方法。步骤如下：将蔬菜处理后浸泡于KOH溶液中，经过冷冻干燥、升温活化处理后，然后酸洗烘干而得。本发明选用蔬菜为原料，材料来源丰富，廉价，可再生，符合可持续发展的要求。蔬菜中含有丰富的碳源，制成石墨烯后C含量可达80.0～95.0at.％，又由于蔬菜内含有丰富的氨基酸和矿物质，可在一定程度上形成多原子自掺杂多功能石墨烯，其中N含量为0.5～6.0at.％，P的含量为0.1～3.0at.％，N、P等多原子掺杂可打开能带隙并调整导电类型，改变石墨烯的电子结构，有效提高石墨烯的自由载流子密度，从而提高石墨烯的导电性能和稳定性，同时增加石墨烯的边缘缺陷，暴露更多的活性位点，使所制备的石墨烯具有较高活性。

主权项

利用天然多孔及层状结构蔬菜制备多原子自掺杂石墨烯的方法，其特征在于：将蔬菜处理后浸泡于KOH溶液中，经过冷冻干燥、升温活化处理后，然后酸洗烘干而得，步骤如下：步骤1）：将新鲜的蔬菜用水洗净，简单处理后，切块，置于配置好的KOH溶液中，KOH溶液的浓度为0.3~1.0 mol/L；浸泡时间为24~72h，浸泡；步骤2）：将步骤1）中所得材料取出，真空冷冻干燥得到干燥多孔蓬松块状结构材料；步骤3）：将步骤2）中所得干燥多孔蓬松块状结构材料称置于管式炉中，在惰性气体保护气氛下升温活化，冷却降温；所述步骤3）中活化温度600~900℃；活化时间为0.5~3h；步骤4）：所得产物磨碎后，酸洗并进行抽滤，用水洗至中性；步骤5）：将步骤4）所得样品置于真空烘干，即得多原子自掺杂石墨烯；所述天然多孔及层状结构的蔬菜主要包括茄子、黄瓜、莴笋、芹菜、土豆、白萝卜、白菜、香瓜、莲藕、丝瓜、南瓜、瓠子、葫芦。