[发明专利]一种氮掺杂石墨烯-金属氧化物纳米复合材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开一种氮掺杂石墨烯‑金属氧化物纳米复合材料及其制备方法和应用。所述复合材料是将氮掺杂石墨烯和金属盐在有机溶剂中通过溶剂热方式反应获得。所述氮掺杂石墨烯是将氧化石墨烯或部分还原的石墨烯与富氮物质在水溶液中反应获得。本发明工艺简单，成本较低、可操作性和重复性好，解决了复合材料中载体的氮掺杂含量不高，金属氧化物颗粒在石墨烯表面原位生长不均匀、颗粒尺寸大的问题，在锂离子电池和超级电容器中可规模化应用。

主权项

1.一种氮掺杂石墨烯‑金属氧化物纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：S1.将氧化石墨烯或部分还原的石墨烯与富氮物质在80～200℃条件下反应0.5～48h，自然冷却后将反应所得到的产物进行抽滤、用去离子水洗涤、烘干，制得氮掺杂的石墨烯；S2.将S1中所得氮掺杂石墨烯在浓度为0.002～1.0mol/L的金属盐/有机溶液中超声分散，然后滴加去离子水，使金属盐与去离子水的用量比为1.0×10^‑5～1.0×10^‑2:1mol/mL，得到金属盐和氮掺杂石墨烯混合的均匀分散液；其中，所述的金属盐的摩尔与氮掺杂石墨烯的质量比为0.001～0.2mol：1g；S3.将S2中的分散液转移至反应釜中，温度控制在80～240℃范围，保温时间控制在0.1～72h之间，进行溶剂热反应，待其自然冷却，得到溶剂热反应后的产物；S4.将S3中所得的产物进行抽滤、洗涤、烘干，最终得到氮掺杂石墨烯‑金属氧化物纳米复合材料。