[发明专利]一种氮掺杂石墨烯膜及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种氮掺杂石墨烯膜及其制备方法与应用，该氮掺杂石墨烯膜的制备方法包括氧化石墨烯与吡咯的共混溶液进行湿纺，转入含有氧化剂的凝固浴进行吡咯原位聚合，利用流场的牵伸作用可以获得连续化的水凝胶膜，经过预还原与高温还原可得到不同氮含量的石墨烯膜。该方法制备的氮掺杂石墨烯膜，通过调控煅烧温度，来调控氮含量，以实现高浓度掺杂和高导电性能的平衡，获得不同的钠离子电池性能，其初始比容量最高达到了397mAh g‑1，经过100次充放电循环仍然能获得210mAh g‑1的比容量，且倍率性能也较佳。且该氮掺杂石墨烯膜具有非常好的柔韧性，可以作为自支撑电极直接应用，工业上很容易利用成熟的湿纺技术将其放大生产，容易实现成果转化。

主权项

1.一种氮掺杂石墨烯膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯分散液与吡咯单体进行共混，通过具有一字形模口的制备装置中挤出到含有过硫酸铵的凝固浴中，通过流场牵伸得到连续化湿纺的水凝胶膜，在凝固浴中吡咯单体聚合得到聚吡咯。利用卷绕器对水凝胶膜进行收集。所述的一字形模口的制备装置为长方体结构，中间开有一个逐渐变窄的一字形模口；(2)将得到的氧化石墨烯‑聚吡咯膜转移至含有水合肼的水溶液中，将氧化石墨烯进行初步还原。(3)用去离子水反复洗涤至中性，干燥后置于管式炉，以氮气保护下进行煅烧，管式炉温度为600‑1200摄氏度，反应时间为8‑24h。